高速铁路路基EV2和EVD试验资料
路基工程EV2试验原理及作业指导书
路基工程EV2试验原理及作业指导书路基工程EV2试验原理及作业指导书Er2是德国、法国及欧洲其他国家一直沿用的、成熟的路基压实标准。
变形模量EV2试验是通过圆形承载板和加载装置对地面进行第一次加载和卸载后，再进行第二次加载，用测得的承载板下应力σ和与之相对应的承载板中心沉降量来计算变形模量EV2和EV2/EV1值的试验方法。
变形模量EV2的计算单位为MPa。
二次变形模量EV2的检测，是在施工现场通过圆形承载板和加载装置对路基进行静态平板载荷试验，一次加载和卸载后，再进行二次加载，用测得的二次加载应力一位移(σ-)曲线来计算EV2值的试验方法。
由于土是弹塑性体，在平板载荷试验中，一次加载后的卸载σ-曲线上，σ-为零时证明土没有发生塑性变形，事实上是不为零的，即土体由于塑性的存在或多或少要发生不可恢复的剩余变形。
二次加载时，由于已消除了土体的局部塑性变形，得到的二次加载σ-曲线更能反映土体的弹性变形能力。
理论上，如果反复卸载、加载、再卸载、再加载，循环下去，那么土体的塑性逐渐消除，最后得到的σ-曲线更接近于直线，就可反映出来土体的弹性性能。
但通过试验发现，假设循环反复进行加一卸载试验需要大量的时间，给施工带来很大的不便，而二次加载曲线与后几次加载曲线的形状差异较小，可以认为二次加载曲线根本上可以反映土体自身的弹性性能。
因此，用测得的二次加载曲线来计算土体在力的作用下抵抗变形的能力——二次变形模量EV2，并采用EV2作为路基压实标准是比拟科学、合理的。
路基压实质量越好，EV2值越大、EV2/EV1值越小；反之EV2值越小、EV2/EV1值越大。
根据长期现场检验情况我们总结出，比拟难达标的是EV2/EV1值。
因为，并不仅仅是压实效果好了就一定能检验合格，而是受以下几种情况的影响较大：①对于水分挥发快的中粗砂，外表软化或因其他原因表层扰动的土不容易合格，必须将外表压光并且保持一定的湿润程度〔也不能过湿，过湿就会发生外表软化的现象〕方可合格；②对于粗、细粒均质土，宜在压实后2～4h内开始检测，不要时间过久。
核子仪及EV1、EV2资料
•
2. 控制变形是路基设计的关键
控制变形是路基设计的关键，采用各种不同的路基结构型式的首要目的是为
高速线路提供一个高平顺、均匀和稳定的轨下基础。由散体材料组成的路基 是整个线路结构中最薄弱、也是最不稳定的环节，是轨道变形的主要来源。它 在多次重复荷载作用下所产生的累积永久下沉（残余变形）将造成轨道的不平 顺，同时其刚度对轨道面的弹性变形也起关键性的作用，因而对列车的高速走 行条件有重要的影响。
三、核子湿度密度仪
工作原理
• • MC-3和MC-4型核子湿度密度仪内部装有两种放射源。铯137r源用来测量密 度，镅241/铍中子源用来测量水分。中子源安在机壳底部位置不变。r源装在 辐射源金属杆底部内，随测量深度而变。 测量密度时，铯137r源发出r射线进入被测材料。如果材料的密度较低，大量 的r射线就会穿过它，被装在仪器内的盖草—密勒计数管检测到，那么在单位 时间内计到的数就较大。反之，如果材料的密度较高，高密度的材料吸收了 部分r射线，起了辐射屏蔽作用，在单位时间内计到的数就较小。然后，微处 理器把检测管接收数值（称为密度计数值）除以存储在仪器内的密度标准计 数值，得到计数比，再把计数比送入密度计数程序可算出被测材料的密度 （这种密度包含被测材料水分，又称为湿容重）。 测量水分时，中子源放射的中子流进入被测材料，被测材料水分中的氢原子 与高能中子相碰撞使之减速，减速后的慢中子被仪器内的氦—3探测管接收到。 被测材料含水量大，在单位时间内所转化的慢中子数也多，检测管接收的慢 中子数就多。反之就小。然后，微处理器把接收的慢中子数（称为水分计数 值）除以水分标准计数值得到水分计数比，再把计数比送入水分计数程序可 算出被测材料的水分重。
• 由于传统的环刀法、灌砂法及注水法测定填土容重的方法需要测 定其含水量，而测定填土含水量的烘干法从试验中得出结论需要时间 很长，与现代化高效率的施工碾压机械常常发生矛盾，并且受外界因 素的影响较大。为此，利用微电子技术，通过放射性元素（γ 射线和 中子射线）测量填土的密度、含水量的仪器自80年代产生，即核子湿 度密度仪。该方法能在现场快速、准确、方便地测定填土的密度和含 水量，能满足现场填土压实系数。是一种无损检测的方法，具有操作 方便、明显直观、非常适合于机械化路基填土施工。
高速铁路路基EV和EVD试验
• 1）试验中如果施加了比预定荷载大的荷载,则应保 持该荷载,将其记录在试验记录表中,并加以注明.
• 2）当试验过程中出现承载板严重倾斜,以至水准 泡上的气泡不能与圆圈标志重合或承载板过度下 沉及量测数据出现异常等情况时,应查明原因,另选 点进行试验,并在试验记录表中注明.
• 3）变形模量EV2测试仪包括数据自动采集计算和 数据人工记录两种类型.数据自动采集计算型的变 形模量EV2测试仪,可根据每级荷载的测试数据自 动计算并打印荷载——沉降曲线和变形模量值.
• 2.3.4辅助工具
• 辅助工具应包括：铁锹、钢板尺（长 400mm）、毛刷、刮铲、水准仪、铅锤、直 尺、干燥中砂、石膏粉、油、遮阳挡风设施等.
• 2.3.5测试仪器标定应符合下列规定： • 1）传感器、测表应按国家有关规定标定. • 2）变形模量Ev2测试仪必须每年标定一次
• 3 试验操作 • 3.1试验准备 • 场地测试面应进行平整,并使用毛刷扫去表面松土.当
• 3.2.2安置测桥
• 将沉降量测装置的触点自由地放入承载板上测量孔的中心 位置,沉降量测表必须与测试面垂直.测桥支撑座与反力装 置支撑点的距离不得小于1.25m.试验过程中测桥和反力装 置不得晃动. 预先加0.01MPa荷载约30s,待稳定后卸除荷 载,将沉降量测表读数调零.
• 3.3 加载与卸载 • 变形模量Ev2试验第一次加载必须至少分6级,并以大致相
标准压力 (MPa)
0.010
0.080 0.160 0.250 0.330 0.420 0.500
0.250 0.125 0.000
0.080 0.160 0.250 0.330 0.420
预加荷载 一次荷载
卸载 二次荷载
仪器上 调整数(kPa)
铁路路基压实指标K30、Ev2、Evd对比分析
过几 年的研究 与大量工程 实践 ， 目前动态变形模 量
技术 已纳 入 《 路 工 程 土 工 试 验 规 程 》（ Ｂ００— 铁 Ｔ １１２
２０ ［ ０ ４）
本 文通 过对 路 基 压 实 检 测 力学 指 标
Ｅ Ｅ 、
之间检测原 理的对 比分 析 ， 探讨 了 三种 压实 指标 之 间
的联系与 区别 ， 出了现场压实 检测时 的合 理建议 。 提
１ 各 检 测
地 基系数 Ｋ。ｌ 表 示 土体 表 面 在平 面压 力 作 用 Ｉ ＿３ 下可压缩 性大小 ， 一个地基 刚度 系数 的概念 。 。 是 平 板 载荷试验见 图 １ 它是将 直径为 ３ ０ｍｍ的 刚性圆盘 ， ０ 置 于测试路 基 土层 表 面 ， 其分 级 施 加 垂直 荷 载 Ｐ ， 对
Ｅ 。经过 大 量 的 高 速 铁 路 建 设 实 践 ， 佗 目前 变 形 模 量 Ｅ 已纳入 了铁道 部 最新 颁 布 的《 高速 铁路 设 计 规范 》
（ Ｂ ０ ２ － ２ ０ ） 。众 所 周 知 ， 路 路 基 承 受 的是 Ｔ １０ ０ ０ ９ 铁 列车运行 时产 生 的动荷 载 ， 特别 是高 速铁路 ， 动荷载对 路 基产 生的 冲击力更 大 ， 而无论 是地基 系数 。 还是二 次变 形模量 Ｅ 都不 能完 全真 实 反 映列 车 动荷 载对 路
Ｃｏ ｐ ｒ ｔｖ ａ ｙ ｉ ｎ Ｃｏ ｐ ｃ ｉ ｎ Ｉ ｄ ｘ ａ ０、 ２ ｍ ａ ａ ｉ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｍ ａ ｔｏ ｎ ｅ ｓ Ｅｖ ａ ｄ Ｅ、 ｏ ｉ ｙ Ｓ ｂ ｒ ｄ ｎ ， ｆ ｒ Ｒａ ｌ ｄ ｗａ ｕ ｇ ａ ｅ
Ｄａ Ｌ ｉＧｕ ｑ ａ ｉＹｕ ａ ｏ ｕ ｎ
变形 模量 测试 仪器及 测试标 准 。我 国在 １９ ９ ９年 修 建秦 沈客运专 线时 ， 引进 了动态变形 模量 Ｅ 技术 。经
Evd及Ev2测试仪简介
目前，高速铁路路基压实标准的力学指标 采用了地基系数K30、动态变形模量Evd， 无砟轨道铁路增加了变形模量Ev2指标。 客运专线有砟和无砟轨道铁路路基不 同部位的检测指标如表1、表2。
表1 客运专线（有砟轨道）铁路 路基不同部位的检测指标
检测指标 路基部位 基床表层 基床底层 基床以下 路堤
K30 √ Evd √ Ev2
变形模量Ev2测试仪主要由承载板、加载装 置、测试仪、测桥、力传感器、位移传感 器组成。 加载装置主要包括千斤顶、手动液压泵、 高压油软管、加长杆及调节杆。 测试仪包括数据处理装置、测试连接头、 显示器、微型打印机及与PC机通讯接口等。
适用范围： 适用于粒径不大于承载板直径1/4的各类 土和土石混合填料。
压实系数K或 孔隙率n
√
√
基床底层
基床以下 路堤
√
√
√
√
√
Байду номын сангаас
√
√
注：1．表中的检测指标摘自《客运专线无碴轨道铁路 设计指南》（铁建设函[2005]754号）。 2．当填料为细粒改良土时，检测指标采用压实系 数K，其它填料则采用孔隙率n指标。
中铁五院集团公司研究铁路路基工程 质量检测方法、检测仪器及相关标准多年， 并一直跟踪国内外路基压实质量检测方法 及相关标准发展的前沿技术。2004年参编 了《铁路工程土工试验规程》（TB101022004），2005年编写了《变形模量Ev2检测 规程》（试行）（铁建设[2005]188号）。
JBM-2型变形模量Ev2测试仪
主要参数：
承载板：直径300mm，厚度25mm，带手柄和 水准泡。 加载装置： 液压泵最大压力100kN，高压软管2.0m； 可插拔式接长杆：60mm,110mm,160mm,210mm, 共4节； 带球铰头调节杆：可调节高度70mm。
变形模量Ev2和动态变形模量Ev
• 式中：——轨面圆顺的竖曲线半径,m；
•
——设计最高速度,km/h。
• 路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的 折角不应大于1/1000。
• 4.1.5无碴轨道路堤填筑后，应对路基沉降进行系统的观测与分析评估，观测断面沿线 路方向的间距一般不大于50m，过渡段和地形地质条件变化较大的地段应适当加密。 在路基完成或施加预压荷载后应有6～18个月的观测和调整期，分析评估沉降稳定满足 要求后方可铺设无碴轨道。
• 4.2.2 直线地段路基标准横断面如图4.2.2所示。路基面宽度 可参照表4.2.2的规定,
• 4.2.3 直线地段路基面形状为梯形，混凝土支承层基础边缘 以外设4%的横向排水坡。路基基床底层顶面及基床下路基面 自中心向两侧设4%的横向排水坡。
• 4.2.4 无碴轨道路基一般不考虑曲线加宽，当轨道结构和接 触网支柱等设施的设置有特殊要求时，根据具体情况计算确 定。
• 4.1.3 路基工程勘察应查明地基地质状态和填料的工程性质，为地基和路基结构物的变 形状态评价提供必要的地质资料。地质勘察横断面沿线路方向间距不大于50m，横断 面上的地质点不应少于3个。过渡段或地质地形复杂地段应适当加密，并应在横断面之 间作物探检查。
• 4.1.4土质地基路基均应进行工后沉降分析。路基在无碴轨道铺设完成后的工后沉降应 满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高 量15mm；长度大于20m沉降比较均匀的路基，允许的最大工后沉降量为30mm，并且 调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求：
• 4.1.6地质复杂、工后沉降难以控制或地下水位较高、路基易产生冻害和存在其他不稳
定因素的路基区段，不宜铺设无碴轨道。
动态变形模量Evd试验
动态变形模量Evd试验四、动态变形模量E vd测试原理与操作要点1.测试原理ZFG02轻型落锤式测试仪：动态变形模量(Evd)测试仪ZFG02用于道路施工中检查基床、基底的方法。
动态变形模量是反映散骨料或再生料、回填料、级配碎石、石灰土组成的基床、基底土、砾石基层及地基承载能力的一个指标。
体积小，重量轻便于携带--总重量35公斤安装、拆卸方便、操作简单--一人便可操作自动化程度高、测试速度快——一次测试只需3分钟性能稳定、可靠、精度高——采用先进的传感技术环保型产品、已人为本——无辐射、废气等污染1、模拟高速列车对路基产生的动应力进行动载测试，能够反映土体的实际受力情况。
其荷载板下的最大动应力σ=0.1 Mpa，与高速铁路设计的土的动应力相符。
2、测试速度快，检测一点只需约2分钟。
在检测数量不变的情况下，可以缩短检测时间，不影响施工进度；在相同的检测时间内，可以增加检测数量，使测试数据更具有代表性；施工中可以随时跟踪检测，发现问题及时处理，真正实现施工过程中的质量监控。
3、操作简便、自动化程度高、大幅度减轻劳动强度。
避免人工读表、记录、绘图、计算产生的误判和误差；全自动数据处理系统，数据液晶显示且现场打印输出波形及结果，确保测试结果的准确、客观。
4、体积小、重量轻、便于携带、安装及拆卸方便。
仪器总重量不超过35kg，最大单件重不超过15kg，不需要额外的加载设备；仪器测试地点转移迅速、方便。
5、适用范围广。
该测试仪器除了可适用的土壤种类范围与K30相同外，还特别适应于施工场地狭窄的困难地段，如路基与桥涵过渡段的检测。
6、特别适合于受动荷载作用的铁路、公路、机场及工业建筑的地基质量监控测试。
7、环保型产品。
无核辐射以及废气等污染，利于环境保护和试验人Evd动态变形模量测试仪的应用和发展状况《京沪高速铁路设计暂行规定》（2004修订版）、《京沪高速铁路路基施工暂行规定》（2004）和《京沪高速铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（2004）中已明确将Evd指标作为压实标准，要求路基基床表层、路桥、涵过渡段级配碎石的填筑必须同时满足K30、Evd和n的压实标准。
浅谈高速铁路路基动态检测方法Evd
浅谈高速铁路路基动态检测方法Evd摘要：由于铁路的高速运输能力为我国的经济发展起到非常重要的促进作用，所以高速铁路逐渐成为了铁路建设的新贵。
随着我国高速铁路、新线客专等高等级铁路建设的快速发展，方便了百姓的出行，同时对路基的质量标准提出了更高的要求。
客运专线铁路路基压实质量是保持线路稳定与平顺、保证列车高速和安全运行的重要条件。
所以科学、合理的监控测试方法是保证路基施工质量的重要措施。
因此本文主要介绍客运专线路基检测方法Evd的检测方法、测试原理、测试仪器。
Evd检测方法与以往路基的检测方法有所不同,是一种模拟铁路列车运行过程中对路基结构动态压力作用下，路基动态变形模量的检测方法，是目前国内的铁路客运专线新标准提出的必须要采用的检测方法。
关键词：高速铁路；路基；动态平板荷载EvdAbstractThe high speed railway transport capacity has played a very important role in promoting Chinese economic development, so the high speed railway gradually becomes the new railway construction.With the rapid development of Chinese high speed railway and passenger dedicated railway constructing of high grade that they have a rapid development and making life convenient,while it puts forward higher requirements for the quality standard of subgrade. The roadbed compaction quality of passenger dedicated railway line is to maintain the stability and smoothness and to guarantee the safe operation of high-speed trains and an important condition to ensure safe operation.So scientific and reasonable monitoring test method is the important measure to ensure the quality of subgrade construction.So this article mainly introduces the passenger railway roadbed Evd testing methods, testing principle, testing equipment.Evd testing methods different with previous subgrade detection methods is a kind of simulation in the process of railway train operation for subgrade structure under the action of dynamic pressure and dynamic deformation modulus of subgrade detection method,.It is the detection method what must be employed proposed by the new standard of domestic railway passenger dedicated line. Keywords:high speed railway;subgrade;dynamic plate load Evd.引言路基的施工质量关系到整个工程的质量、进度和列车运行安全，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。
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变形模量Ev2： 由平板荷载试验第二次加载测得的土体变形模量。 动态变形模量Evd： 由落锤冲击施加一定大小和作用时间荷载的平板试验测得的土体 变形模量。 工后沉沉降： 在铺轨工程完成以后，路桥或路隧连接处的沉降差。 折角： 在铺轨工程完成以后，路基与桥梁或隧道间由于过渡段沉降造成 的弯折角度。
• 术 语
Rheda-2000型的轨道排架
• 2.3.3荷载量测装置 • 荷载量测表量程应达到最大试验荷载的1.25倍，最大 误差应不大于1%。荷载量测表显示值应能保证承载板 荷载有效位至少达到0.001MPa • 沉降量测装置由测桥和测表组成。测桥的测量臂可采 用杠杆式（见图2－2）或垂直抽拉式（见图2－3）。 测量臂应有足够的刚度。 • 承载板中心至测桥支撑座的距离必须大于1.25m。杠 杆式测量臂杠杆比hP:hM可在1：1至2：1范围内选择， 选定后不得改变。为便于统一，可认为垂直抽拉式测 量臂杠杆比为1：1 。沉降量测表最大误差应不大于 0.04mm，分辨率应达到0.01mm，量程应不小于 10mm。
1. 放置荷载板和变形支架。 2. 连接荷载和位移传感器。蓝色插头为荷载传感器，插入蓝色 插孔；黄色插头为位移传感器插入黄色插孔。 3. 按“Start(开始）”键打开机器。此时显示时间和电量。 4.按“Start(开始）”键进入试验模式。显示“(设备检查）”， 调整位移传感器到零位。此时，如果传感器连接有误将出现错误 提示。 5. 荷载复位。按“Start(开始）”键提示预加荷载30s，并出现 计时。用千斤顶预加0.01MPa保持30s。 6. 按“Start(开始）”键后施加第一级荷载0.08MPa，保持60s 或120s。 7. 按“Start(开始）”键，根据表中数据施加其他荷载。 8. 全部加荷卸荷再加荷结束后按“Print(打印）”键结束试验并 打印试验结果。 9. 按“Aux Off”键关机。
• 1）试验中如果施加了比预定荷载大的荷载，则应 保持该荷载，将其记录在试验记录表中，并加以 注明。 • 2）当试验过程中出现承载板严重倾斜，以至水准 泡上的气泡不能与圆圈标志重合或承载板过度下 沉及量测数据出现异常等情况时，应查明原因， 另选点进行试验，并在试验记录表中注明。 • 3）变形模量EV2测试仪包括数据自动采集计算和 数据人工记录两种类型。数据自动采集计算型的 变形模量EV2测试仪，可根据每级荷载的测试数 据自动计算并打印荷载——沉降曲线和变形模量 值。
三、变形模量Ev2测试仪AX01使用说明
仪器的主要技术参数和特点 0～100kN ±15mm 300mm 充电2小时，连续使用约48小时 热敏打印机，纸宽57mm，纸筒 ø30mm 标准配置32kB －10℃～50℃
测量范围 沉降变形测试
荷载板直径 电源
打印机 数据卡 工作温度
三、仪器试验操作步骤
标准压力 (MPa)
仪器上 调整数(kPa)
预加荷载
0.010 一次荷载 0.080 0.160 0.250 0.330 0.420 0.500 80 160 250 330 420 500 10
卸
0.250 0.125 0.000
载
250 125 0
二次荷载 0.080 0.160 0.250 0.330 80 160 250 330
• 3.2.2安置测桥 • 将沉降量测装置的触点自由地放入承载板上测量孔的中心 位置，沉降量测表必须与测试面垂直。测桥支撑座与反力 装置支撑点的距离不得小于1.25m。试验过程中测桥和反 力装置不得晃动。 预先加0.01MPa荷载约30s，待稳定后 卸除荷载，将沉降量测表读数调零。 • 3.3 加载与卸载 • 变形模量Ev2试验第一次加载必须至少分6级，并以大致 相等的荷载增量（0.08MPa）逐级加载，达到最大荷载为 0.5MPa或沉降量达到5mm时所对应的应力后，再进行卸 载。 • 承载板卸载应按最大荷载的50%、25%和0三级进行。 卸载后，按照第一次加载的操作步骤，并保持与第一次加 载时各级相同的荷载进行第二次加载，直到第一次所加最 大荷载的倒数第二级。每级加载或卸载过程必须在1min内 完成。加载或卸载时，每级荷载的保持时间为2min，在该 过程中荷载应保持恒定。
0.420
420
EVd 0.79(1 2 )d / s 1.5r / s 22.5 / s
四、动态变形模量Evd测试原理与操作要点
• 1.测试原理 • 动态变形模量Evd是由落锤冲击施加一定大小和作用 时间荷载的平板试验测得的土体变形模量。通常，载 荷板的直径也为300mm，锤重为10kg，最大的冲击力 为7.07kN，荷载脉冲脉冲宽度18mm。试验记录落锤 冲击时板的沉降。在假定冲击力恒定和泊松比μ为0.21 的情况下，由弹性半空间体上圆形局部荷载的公式计 算模量：
• 2.3.4辅助工具 • 辅助工具应包括：铁锹、钢板尺（长 400mm）、毛刷、刮铲、水准仪、铅锤、直 尺、干燥中砂、石膏粉、油、遮阳挡风设施等。 • 2.3.5测试仪器标定应符合下列规定： • 1）传感器、测表应按国家有关规定标定。 • 2）变形模量Ev2测试仪必须每年标定一次
• 3 试验操作 • 3.1试验准备 • 场地测试面应进行平整，并使用毛刷扫去表面松土。 当测试面处于斜坡上时，应将承载板支撑面做成水平 面。 • 3.2 安置试验仪器 • 3.2.1安置承载板及千斤顶 • 将承载板放置于测试点上，使承载板与地面完全接触， 必要时可铺设一薄层干燥砂（2～3mm）或石膏腻子， 同时利用承载板上水准泡或水准仪来调整承载板水平。 • 将反力装置承载部位安置于承载板上方，并加以制动。 承载板外侧边缘与反力装置支撑点之间的距离不得小 于0.75m。将千斤顶放在承载板的中心位置，使千斤 顶保持垂直。用加长杆和调节丝杆使千斤顶顶端球铰 座与反力装置承载部位紧贴。