1、2021-11-251高速鐵路路基檢測必要性一方面可以評價路基施工過程中或竣工后路基的質量，檢驗路基是否達到了設計要求，驗證路基是否具有足夠的強度能夠承受列車動荷載的作用，同時又具備保證列車安全、舒適運行的合理剛度；第1頁/共51頁2021-11-252高速鐵路路基檢測必要性另一方面，可以了解施工過程的質量情況，控制施工進度，促進施工單位改進施工工藝，加強施工質量管理，保質保量地完成施工任務。第2頁/共51頁2021-11-253壓實系數K環刀法灌水法灌砂法氣囊法核子濕度密度儀鐵路工程土工試驗規程鐵路工程土工試驗規程（TB10102TB1010220042004）第3頁/共51頁2021-11

2、-254孔隙率n灌水法灌砂法氣囊法鐵路工程土工試驗規程鐵路工程土工試驗規程（TB10102TB1010220042004）第4頁/共51頁2021-11-255K K3030平板載荷試驗鐵路工程土工試驗規程鐵路工程土工試驗規程（TB10102TB1010220042004） 地基系數K K3030第5頁/共51頁2021-11-256 地基系數K30是日本和我國在鐵路路基檢測中常用的方法，是采用單循環荷載試驗。用單位面積壓力除以承壓板相應的下沉量表示的（MPa/m），計算時選用的沉降量為0.125cm。以級配碎石或級配砂礫石的基床表層為前提的路堤結構，列車荷載產生的道床壓力，通過基床表層結構大

3、致均勻地分布在路堤上部，作用范圍比以往采用土質基床表層要大，從壓力的傳遞程度及路堤堤身承受壓力的情況看，采用直徑為30cm的承壓板試驗確定路基填土的承載力密實度與列車荷載實際傳遞狀況相接近，比以往的規定要合理。第6頁/共51頁2021-11-257E Evd vd 動態平板載荷試驗鐵路工程土工試驗規程鐵路工程土工試驗規程（TB10102TB1010220042004） 動態變形模量E Evd vd 第7頁/共51頁2021-11-258鐵路工程土工試驗規程鐵路工程土工試驗規程（TB10102TB1010220042004）標志著動態變形模量動態變形模量術語E Evd vd 符號正式在我國鐵路規

4、范中采用第8頁/共51頁動態變形模量動態變形模量 E Evd vd 的定義的定義 動態變形模量E Ev d v d （英文：dynamic modulus of deformationdynamic modulus of deformation）是指土體在一定大小的豎向沖擊力F Fs s和沖擊時間t ts s作用下抵抗變形能力的參數。 它由平板壓力公式E Evd vd =1.5=1.5r r /s/s計算得出， 其中：E Evdvd動態變形模量（MPaMPa）； r r 圓形剛性荷載板的半徑（mmmm）； 荷載板下的最大沖擊動應力，它是通過在剛性基礎上，由最大沖擊力F Fs s=7.07=7.

5、07KNKN且沖擊時間t ts s=18=18msms時標定得到的，即 =0.1=0.1 MPa MPa； s s 實測荷載板下沉幅值（mmmm）； 1.5 1.5 荷載板形狀影響系數。 實測結果采用公式 E Evd vd =22.5=22.5/s/s 計算。第9頁/共51頁2021-11-25101.脫鉤裝置；2.落錘； 3.導向桿4.阻尼裝置；5.荷載板；.6.沉陷測定儀第10頁/共51頁E Evd vd 動態變形模量測試儀動態變形模量測試儀 20 20多年的發展歷史多年的發展歷史第11頁/共51頁2021-11-2512 動態變形模量動態變形模量E Evdvd是德國九十年代開始采用的新型

6、路基壓實質量標準，從研究開發至是德國九十年代開始采用的新型路基壓實質量標準，從研究開發至今已有近二十年的歷史。今已有近二十年的歷史。 動態變形模量動態變形模量E Evdvd標準首先應用于道路建設、路面墊層、管道和電纜溝槽、渠道、基標準首先應用于道路建設、路面墊層、管道和電纜溝槽、渠道、基礎回填等工程。礎回填等工程。 19971997年年2 2月德國頒布執行的月德國頒布執行的德國鐵路建設輕型落錘儀使用規定德國鐵路建設輕型落錘儀使用規定（NGT39NGT39）標志）標志著著動態變形模量動態變形模量E Evdvd標準開始在鐵路工程中正式采用。標準開始在鐵路工程中正式采用。關于關于國外國外EvdEvd

7、發展情況的說明：發展情況的說明：第12頁/共51頁2021-11-2513 動態變形模量動態變形模量E Evdvd 標準的最大特點是能夠反映列車在高速運行時產生的動應力標準的最大特點是能夠反映列車在高速運行時產生的動應力對路基的真實作用狀況。對路基的真實作用狀況。 19991999年年1212月月2020日頒布執行的德國鐵路規范日頒布執行的德國鐵路規范DS836DS836.0501.0501中，按路基結構形式、中，按路基結構形式、設計速度、填土種類、工程部位的不同，明確規定了各種情況下的設計速度、填土種類、工程部位的不同，明確規定了各種情況下的動態變形動態變形模量模量E Evdvd的設計標準值

8、，其中，設計速度的設計標準值，其中，設計速度300km/h300km/h的高速鐵路路基基床表層的的高速鐵路路基基床表層的E Evdvd設計標準為設計標準為50MPa50MPa。關于關于國外國外EvdEvd發展情況的說明：發展情況的說明：第13頁/共51頁2021-11-2514第14頁/共51頁2021-11-2515第15頁/共51頁2021-11-2516第16頁/共51頁2021-11-2517第17頁/共51頁2021-11-2518第18頁/共51頁2021-11-2519 國際上廣泛采用的是國際上廣泛采用的是德國德國HMPHMP公司公司生產的生產的LFGLFG型型EvdEvd動態變

9、形模量測試儀動態變形模量測試儀，亦稱，亦稱“輕型落錘儀輕型落錘儀”（LFGLFG是是“輕型落錘儀輕型落錘儀”的德文縮寫），該儀的德文縮寫），該儀器從開發應用至今己有器從開發應用至今己有2020多年的歷史，儀器的多年的歷史，儀器的性能、質量、功能以及軟件已相當完善，居國性能、質量、功能以及軟件已相當完善，居國際領先地位。際領先地位。 德國德國LFGLFG型型EvdEvd動態變形模量測試儀動態變形模量測試儀在我國有在我國有2020多臺多臺已用于已用于秦沈客運專線秦沈客運專線、新長線新長線、寧啟線寧啟線、渝懷線渝懷線、京滬高速鐵路昆山試驗段京滬高速鐵路昆山試驗段、膠濟線膠濟線、武九線武九線、鄭徐線鄭

10、徐線、濱洲線濱洲線、浙贛線浙贛線、宜萬線宜萬線、津浦線津浦線、大秦線大秦線等新線和既有線的建設與改造等新線和既有線的建設與改造中。中。關于關于國外國外EvdEvd發展情況的說明：發展情況的說明：第19頁/共51頁 E Evdvd檢測設備檢測設備E Evdvd 動態變形模量測動態變形模量測試儀試儀第20頁/共51頁 E Evd vd 動態變形模量測試儀動態變形模量測試儀 用途： 監控檢測土體承載力指標動態變形模量E Evdvd和地基系數K K30 30 。適用范圍： 鐵路、公路、機場、城市交通、港口碼頭、工業與民用建筑的地基施工質量監控測試。第21頁/共51頁 特點 體積小、重量輕、便于攜帶體積

11、小、重量輕、便于攜帶 安裝及拆卸方便、操作簡便安裝及拆卸方便、操作簡便 自動化程度高、測試速度快自動化程度高、測試速度快 性能穩定、測試精度高性能穩定、測試精度高 檢測費用低檢測費用低 適應范圍廣適應范圍廣 環保型，無核輻射、廢氣等環保型，無核輻射、廢氣等污染污染 動載測試符合土體實際受力動載測試符合土體實際受力狀況狀況 E Evd vd 動態變形模量測試儀動態變形模量測試儀第22頁/共51頁 主要結構組成主要結構組成加載裝置加載裝置 掛（脫）鉤裝置掛（脫）鉤裝置( (帶水準泡帶水準泡) ) 導向桿導向桿 落錘落錘 阻尼裝置阻尼裝置荷載板荷載板 圓形鋼板圓形鋼板 傳感器傳感器沉陷測定儀沉陷測定

12、儀( (存儲、與電腦連存儲、與電腦連接接) )打印機打印機 E Evd vd 動態變形模量測試儀動態變形模量測試儀第23頁/共51頁E Evdvd 試驗前的準備試驗前的準備 平整測試面 放置荷載板 加載裝置在荷載板上就位 用測量電纜將沉陷測定儀與荷載板連接 松開搬運鎖第24頁/共51頁 E Evdvd 試驗步驟試驗步驟 打開沉陷測定儀電源 使導向桿保持垂直 進行三次預沖擊 連續三次沖擊測試 顯示三次測試的沉陷值S S1 1、S S2 2、S S3 3 顯示三次平均沉陷值S Smm和動態變形模量值E Evdvd 儲存并打印測試結果第25頁/共51頁 E Evdvd 測試演示測試演示第26頁/共5

13、1頁E Evdvd相關規范相關規范國內國內1、鐵路工程土工試驗規程(TB10102-2004)2、鐵路路基工程施工質量驗收標準（TB10414-2003，J285-2004）3、京滬高速鐵路設計暫行規定（2004修訂版）4、京滬高速鐵路路基施工暫行規定（2004在編）5、京滬高速鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準（2004在編）6、鐵路工程質量檢測技術手冊（2004在編） 國外國外德國鐵路建設輕型落錘儀使用規定（NGT39）德國道路建設土方工程補充合同技術條款和規定（ZTVE-StB94)德國土方工程基層補充合同技術條款（ZTVE-StB95)德國交通行業開挖工程補充合同技術條款和規定（ZTVE

14、-StB97)第27頁/共51頁 Evd與K30的相關性試驗結果 (相關系數） 現場現場 室內室內細粒土細粒土: : 0.926 0.9670.926 0.967粗粒土粗粒土: 0.913 0.926: 0.913 0.926碎石土碎石土: 0.915 0.946: 0.915 0.946級配碎石級配碎石: 0.915 0.947: 0.915 0.947第28頁/共51頁 Evd與K30的相關關系式細粒土細粒土: : K K30 30 = 3.45 = 3.45 E Evdvd + 0.1 + 0.1 粗粒土粗粒土: : K K30 30 = 3.33 = 3.33 E Evdvd + 6.

15、09+ 6.09碎石土碎石土: : K K3030 = 3.10 = 3.10 E Evdvd + 14.3+ 14.3級配碎石級配碎石: :K K30 30 = 3.49 = 3.49 E Evdvd + 14.4+ 14.4 摘自摘自鐵路工程土工試驗規程鐵路工程土工試驗規程（TB10102-2004TB10102-2004）第29頁/共51頁京滬高速鐵路設計暫行規定E Evd vd 的相關規定表級配碎石基床表層的壓實標準填料厚度（m）壓實標準備注地基系數K30（MPa/m）動態變形模量動態變形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n級配碎石0.71905518%路堤級配碎石0.55190551

16、8%當為軟質巖、強風化的硬質巖及土質路塹時中粗砂0.1513045注：基床表層的K30、Evd、n 三項指標要求同時檢測，均必須滿足壓實標準。 第30頁/共51頁填料厚度（m）壓實標準地基系數K30（MPa/m）動態變形模量動態變形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n級配砂礫石0.71905518%表級配砂礫石基床表層的壓實標準京滬高速鐵路設計暫行規定E Evd vd 的相關規定注：基床表層的K30、Evd、n 三項指標要求同時檢測，均必須滿足壓實標準。 第31頁/共51頁過渡段級配碎石填筑標準：K K3030150MPa/m E Evdvd50MPa n n 28%京滬高速鐵路設計暫行規定E

17、 Evd vd 的相關規定第32頁/共51頁E Evdvd 主要應用于以下兩個方面：主要應用于以下兩個方面：一、鐵路新線建設、既有線提速改造建設一、鐵路新線建設、既有線提速改造建設 依據鐵路工程土工試驗規程 （TB10102-2004）、 鐵路路基工程施工質量驗收標準 （TB10414-2003，J285-2004） 將“EvdEvd動態平板載荷試驗”作為“K30K30平板載荷試驗”的快速試驗方法，根據EvdEvd與K30K30的相關關系式，由由Evd Evd 測試值推算出測試值推算出K30 K30 值值。第33頁/共51頁E Evdvd 主要應用于以下兩個方面：主要應用于以下兩個方面：二、高

18、速客運專線鐵路建設二、高速客運專線鐵路建設 依據京滬高速鐵路設計暫行規定 京滬高速鐵路路基施工暫行規定京滬高速鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準 可將通過“Evd Evd 動態平板載荷試驗”取得的動態變形模量Evd Evd 值直接用于值直接用于評判路基的壓實質量。評判路基的壓實質量。第34頁/共51頁E Evdvd 在既有鐵路提速改建中的應用特點在既有鐵路提速改建中的應用特點 膠濟線、鄭徐線、武九線、浙贛線的應用表明： 時間優勢時間優勢檢測速度快檢測速度快 既有線在不間斷運營的情況下，行車密度大，K K3030檢測一點需要3060分鐘，而E Evdvd只需要23分鐘。 儀器優勢儀器優勢小型、便攜

19、小型、便攜 既有線道碴已存在，檢測E Evdvd只需扒開直徑30cm的面積即可，而K K3030基準桿還需要較大的地方、加載裝置也需要較大的空間。 經濟優勢經濟優勢檢測費用低檢測費用低 E Evdvd檢測中不需要額外的大噸位加載裝置，避免了臺班費用，操作只需一個人即可，減少了人工費用。 安全優勢安全優勢易于快速撤離易于快速撤離 既有線在不間斷運營的情況下，行車密度大， E Evdvd儀器重量輕，一個人就可以提起并快速撤離。第35頁/共51頁LFGLFG型E Evdvd 在我國鐵路中的應用在我國鐵路中的應用 既有線提速改建（膠濟線、鄭徐線、武九線、浙贛線、呼準線、濱洲線、津浦線、大秦線） 新建高

20、速鐵路（京滬高速昆山試驗段） 新建客運專線（秦沈客運專線） 新建普速鐵路（新長線、寧啟線、渝懷線、宜萬線、煙大線 ） 第36頁/共51頁京滬高速昆山試驗段京滬高速昆山試驗段路基路基第37頁/共51頁京滬高速昆山試驗段京滬高速昆山試驗段涵洞涵洞路基過渡段路基過渡段第38頁/共51頁E Evdvd在膠濟線的使用在膠濟線的使用第39頁/共51頁20042004立項、20052005開工9 9條客運專線鐵路工程條客運專線鐵路工程武廣、鄭西、石太京津、合寧、合武溫福、福廈、甬溫規定規定E Evdvd作為作為基床表層和過渡段的壓實標準基床表層和過渡段的壓實標準第40頁/共51頁京滬高速鐵路設計暫行規定E

21、Evd vd 的相關規定表級配碎石基床表層的壓實標準填料厚度（m）壓實標準備注地基系數K30（MPa/m）動態變形模量動態變形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n級配碎石0.71905518%路堤級配碎石0.551905518% 當為軟質巖、強風化的硬質巖及土質路塹時中粗砂0.1513045第41頁/共51頁填料厚度（m）壓實標準地基系數K30（MPa/m）動態變形模量動態變形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n級配砂礫石0.71905518%表級配砂礫石基床表層的壓實標準京滬高速鐵路設計暫行規定E Evd vd 的相關規定注：基床表層的K30、Evd、n 三項指標要求同時檢測，均必須滿足壓實標準。 第42頁/共51頁過渡段級配碎