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2、静态变形模量E检测方法应用体会刘芸___?绪论路基工程在客运专线工程建设项目中占有较大比例.在线下工程中占有举足轻重的地位.客运专线路基结构设计首次采用了变形和强度结合控制的原则.提高了路基填筑质量标准.要求路基的工后沉降小,不均匀沉降小.在动力作用下的变形小,稳定性高等.进而需采用更科学合理的路基检测技术来指导路基施工,控制路基压实质量.国内铁路建设采用压实系数K(相对密度Dr或孔隙率n)和地基系数K30值作为路基设计和施工控制土的压实质量的重要指标石武客运专线设计时速目标值为350km/h,路基要求完工后的百年沉降不大于15
3、mm.如此严格的工后沉降要求.必须依靠强度和变形参数双指标来控制路基填土质量标准才更科学合理虽然采用地基系数K30标准也能反映路基土的强度及变形关系.但检测时的荷载是一次加载的.未考虑沉降变形中填料的塑性变形.静态变形模量E检测时,先预压,然后进行分级加载后逐级卸载.再进行二次加载.虽然沉降变形未能完全消除填料的塑性变形.但微小的残余变形可忽略不计.二次加载所得到的荷载一沉降曲线基本反映了填料的弹性变形.能够更真实地反映路基的压实质量静态变形模量检测属于一个新的检测项目,检测人员实际操作不多.笔者通过现场大量试验.针对在石武客运专线路基静态变形模量检测中遇到的问题.浅谈几点体会二,工
4、程简介新建石武客运专线为京广铁路大通道的重要组成部分.全长353.919km.其中河南省境内151.236km.由中国铁建集团公司承建的swzo一2标(河南段)全长22.578km.管段内含有路基8.818km.为了保证质量.项目采用孔隙率n,地基系数K30,静态变形模量E等多项指标对路基填筑质量进行控制.石武客专路基检测指标中.静态变形模量的要求值为基床以下部位Ev2≥45MPa,EJEl≤2.6;基床底层Ev2≥60MPa,EJE1≤2.5;基床表层Ev2≥120MPa,Ea/El≤2.3.三,静态变形模量E的基本原理及适用范围静态变形模量试验属于平板载荷试验,是通过在直径300
5、mm的承载板上逐级施加第一次静荷载.然后逐级卸载.再逐级施加第二次静荷载.测定第二次加载承载板下应力和与之相对应的承载板中心沉降量,计算变形模量E,E及E,E值的试验方法.第一次加载计算的变形模量为一次变形模量,用E表示.第二次加载计算的变形模量为二次变形模量,用Ev2表示.变形模量的计量单位为MPa.变形模量是通过曲线在0.3o'lmax和0.7o'lmax之间割线的斜率确定,并按下式计算:86暖慰囫2012g~04E=1.51式中E——变形模量(MPa)承载板半径(mm)盯lmax一第一次加载最大应力(MPa)0【一应力一沉降曲线方程一次项系数(mrn/MPa)0【f一应力一沉降
6、曲线方程二次项系数(mm/MPa2)采用直径为300mm的承载板时.该检测方法适用于最大粒径不超过75mm的各种土和土石混合填料.测试的有效深度约为450mm.路基压实质量越好,变形模量E值越大.四,试验方法1.检测仪器.采用德国产HMPPDG—SD型E检测仪,配置2:1杠杆式测量臂.反力装置选用挖掘机,压路机或推土机.2-钡0试准备.清除地面上的杂物.准备一个与承载板面积大小相适应的测试面,借助工具尽可能地将测试面整平.3.仪器安装.用作反力装置的机械开到测试点后.将承载板准确放置在测试点上并调水平.接下来安装测量支架和位移测量装置.然后安装液压缸和压力传感器.连接好主机与位移装置
7、和压力传感器的数据线4.加载程序(1)预加载.试验开始之前,预加载0.01MPa约30秒,等稳定后卸除荷载.将力和位移传感器调零.(2)分级实施第一次加载,卸载.加载时,以大致相等的荷载增量(O.08MPa)并至少分6级进行逐级加载.直至最大荷载达到0.5MPa或沉降量达到5mm后再卸载当沉降量达到5mln且该荷载小于0.5MPa时.该级荷载视为最大荷载.每级加载在1min内完成,并保持2min.卸载时按最大荷载的50%,25%和0三级进行,每级卸载在lmin内完成.在路基实际测试中.笔者采用7级加荷.每级荷载分别为O.O8MPa,O.16MPa,0.24MPa,0.32MPa,0.
8、40MPa,0.45MPa和0.50MPa.(3)分级实施第二次加载,卸载.加载时的操作步骤以及各级施加的荷载均与第一次加载时相同.直至加载到第一次加载的倒数第二级(即0.45MPa).加载至0.45MPa并持荷2min后.一次卸载至O.5.结果计算根据试验结果绘制标有受力方向的应力一沉降曲线并采用二次方程进行拟合.应力一沉降曲线方程的系数采用最小二乘法计算求得.变形模量通过曲线在0.3crlmax(第一次加载最大应力)和0.7crlmax之间割线的斜率确
