发布时间 : 星期三 文章K30、Ev2、Evd检测技术 - 讲义材料更新完毕开始阅读747fca5dbe23482fb4da4cab
大的增长，则表明土体己接近破坏的临近状态，在这种较小的位移和一般的应力情况下，平 板载荷试验都将会被终止。
检测中如果意外出现了一个大于预定的加载值,不可对其改动,而是应将其记录在检测 报告上并加以注明。
说明：在二次加载结束，尽管卸载后没有再继续加载,也可能会有第三次加载曲线出现的现 象。
2.4.6测试结果的分析、计算和表示 2.4.6.1 应力-位移曲线
将施加每一级荷载的平均标准应力σ0所对应的测量表即位移传感器的读数M填写到记
录表格中（见1.5）。读数M 与对应的承载板的位移s遵循图3b）中的测试原理，图3a）中 所示承载板的位移s按方程式（1）由位移SM与杠杆比hP/hM的乘积计算得出。 S=SM2hP/hM （1）
标准应力和位移标注在1.5 节图示4 中。由对应于每次加—卸载测试在图中标注的点， 绘出归属的应力—位移曲线。为了区分加载和卸载的不同，必须用箭头在曲线上标明方向。 检测记录必须包括以下内容： - 检测点位置； - 承载板直径；
- 位移检测装置的类型，适当的时候要说明杠杆比hP/hM ； - 土体种类；
- 测试面的平整程度； - 天气和温度； - 时间、日期； - 检测人员姓名；
- 检测中断的记录与说明；
- 位移测试结果和相应的标准应力值； - 应力—位移曲线； - 检测数据分析与计算；
- 适当的时候要在检测后描述测试面的表面情况。 2.4.6.2变形模量Ev的计算
变形模量是基于一次加载和二次加载应力—位移曲线，通过二次多项式方程（2）计算 得到的。
s = a0 + a12σ0 + a22σ2 0 （2）
式中：σ0——承载板下的平均标准应力，单位： MN/m2；
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s ——承载板的位移，单位： mm；
a0——二次多项式中的系数，单位： mm；
a1——二次多项式中的系数，单位： mm/(MN/m2)； a2——二次多项式中的系数，单位： mm/(MN2/m4)。
注：式中的系数是把测试值按下列最小误差二乘法计算得到的。 a02n + a1 Σσ0i + a2Σσ0i 2 =Σsi (B.1)
a0Σσ0i + a1Σσ0i 2 + a2Σσ0i 3 =Σsi2σ0i (B.2)
a0Σσ0i 2 + a1Σσ4 =Σsi2σ0i
2 (B.3)
0i 3 + a2Σσ
0i
首次加载所获得的系数视作0级荷载在表1 中不予考虑。二次多项式的系数由第一次和 第二次加载的测试数据，根据标准方程式(B.1)、(B.2)和(B.3) 计算得出。作为辅助计算手段
的计算设备，必须具有本方程式程序的编辑和分析功能。
如果要应用计算程序算出变形模量EV，则该程序必须用1.4 节中提供的计算实例检算 通过后才可以使用。
变形模量EV由公式（3）计算：
EV = 1.52r21/（a1 + a22σ0max） （3） 式中： EV ——变形模量，单位：MN/m2； r ——承载板半径，单位： mm；
σ0max——最大平均标准应力，单位： MN/m2。
一次加载的变形模量值用EV1表示，二次加载的变形模量值用EV2表示。 2.5应用实例
二次变形模量EV2的确定 DIN 18134—300检测
位移测试设备的安装按照图3a) (hP=1.26m；hM=0.945m) 杠杆比： hP/ hM =1.26/0.945=1.333
变形模量Ev1和Ev2可通过表1 和2 中的测试值计算得出。 图4 表示应力—位移曲线。检测结果汇总于表3中。 表1 一次加载和卸载的测试值 加载阶段 序号 荷载
F kN
平均应力 σ0
MN/m2
测量表读数
sM
mm
承载板位移
s mm
0 0 0 0 0
1 5.65 0.080 0.86 1.15 2 11.31 0.160 1.57 2.09 3 17.67 0.250 2.15 2.87 4 23.33 0.330 2.44 3.25 5 29.69 0.420 2.85 3.80 6 35.34 0.500 3.16 4.21
7 17.67 0.250 2.97 3.95 8 8.84 0.125 2.78 3.70 9 0 0 1.94 2.59
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表2 二次加载的测试值 加载阶段 序号 荷载
F kN
平均应力 σ0
MN/m2
测量表读数
sM
mm
承载板位移
s mm
10 0 0 1.94 2.59
11 5.65 0.080 2.42 3.22 12 11.31 0.160 2.65 3.53 13 17.67 0.250 2.84 3.78 14 23.33 0.330 2.99 3.98 15 29.69 0.420 3.10 4.13 表3 测试结果汇总表
测试指标与单位 一次加载 二次加载 σ0max MN/m2
0.50 0.420
a0
mm
0.285 2.646
a1
mm/(MN/m2) 12.270 6.637
a2
mm/(MN2/m4)
－9.034 －7.574
EV = 1.52r21/（a1 + a22σMN/m2 29.0 78.9 EV2/EV1 2.72
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0max ）
图4 应力—位移曲线（根据表1 和表2 绘制的）
参考文献
1、德国工业标准.DIN18134.《平板载荷试验》.德国.2001 22
3、动态变形模量Evd检测
3.1 名词解释
3.1.1动态变形模量Evd
Evd——动态变形模量（dynamic modulus of deformation）是指土体在一定大小的竖向 冲击力Fs和冲击时间ts作用下抵抗变形能力的参数。它由平板压力公式Evd =1.53r3σ/s 计算得出。其中Evd为动态变形模量（MPa）；r 为圆形刚性荷载板的半径（mm）；σ为荷载板
下的最大冲击动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力Fs=7.07KN且冲击时间ts=18ms 时标定得到的，即σ=0.1 MPa；s 为实测荷载板下沉幅值，即荷载板的沉陷值（mm）；1.5
为荷载板形状影响系数。实测结果采用公式Evd =22.5/s 计算。 3.1.2Evd动态平板载荷试验法
Evd动态平板载荷试验法是采用Evd动态变形模量测试仪来监控检测土体压实指标——动 态变形模量Evd值的试验方法。
3.1.2 Evd动态变形模量测试仪及工作原理
Evd动态变形模量测试仪也称“轻型落锤仪”（德文缩写：LFG），是用于检测土体压实指 标动态变形模量Evd的专用仪器，见图1。该仪器的工作原理是利用落锤从一定高度自由下 落在弹簧阻尼装置上，产生的瞬间冲击荷载，通过弹簧阻尼装置及传力系统传递给Ф300mm 的承载板，在承载板下面（即测试面）产生符合列车高速运行时对路基面所产生的动应力， 使承载板发生沉陷S，即阻尼振动的振幅，由沉陷测定仪采集记录下来。沉陷值S 越大，则 被测点的承载力越小；反之，越大。 图1 LFG型Evd动态变形模量测试仪 3.2 国内外发展现状
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铁路路基压实质量是保持线路稳定与平顺、保证列车能高速、安全运行的重要条件。而 控制和检测压实质量的标准、方法和设备，则是保证压实质量的重要措施。
几十年来，国内外均沿用美国三十年代提出的压实度指标，即压实系数K、相对密度Dpr 或孔隙率n作为路基设计及施工控制的土的压实质量标准。虽然压实度为参数的路基压实质 量标准具有击实试验指导现场施工、现场检测简便等优点，但是，对于高速铁路或其他对强 度指标要求严格的情况，仅靠压实度参数来反映填土的压实质量就有其局限性。
为了保证路基填土的强度指标，七、八十年代，许多国家开始用强度及变形指标作为路 基填土质量控制参数，即所谓的“抗力检测法”。其中包括美国的CBR（加州承载比值）标
准，德国、法国、奥地利和瑞士等国家的静态变形模量Ev2 标准，日本的地基系数K30 标准 等。我国自大秦重载铁路修建时开始引用日本的K30 标准，并且在新建干线铁路和准高速铁 路上得以应用。可见，采用强度及变形参数作为控制指标是路基质量标准的一大进步。 然而，无论是静态变形模量Ev2，还是地基系数K30 ，两者都是采用φ300mm的静态平板 载荷试验仪，通过在压实填土表面做静压试验测得的，二者反映的都是静态应力作用下土体 抵抗变形的能力。众所周知，铁路路基承受的是列车运行时产生的动荷载，特别是高速列车