试验检测在提高铁路工程质量中的应用

试验检测在提高铁路工程质量中的应用

吴杰

中国铁路设计集团有限公司地质路基设计院中心试验室天津300000

摘要：本文对动态变形模量Evd试验进行了探究，主要论述了动态变形模量Evd与路基填料以及与填土压实质量的关系，旨在提高铁路工程质量。

关键词：铁路路基；路基检测；路基压实质量；动态变形模量

前言：

路基的施工质量管理对于整个工程项目的质量、施工进度以及列车运行安全、科学、合理的监控测试方法有着重要影响，是保障路基施工的重要措施。在路基工程施工过程中，土体压实是一个最基本的问题，然而仅仅用密实度指标来监测和衡量路基的质量有一定的局限性。传统的强度及变形参数指标通过静态平板荷载试验测得，即检测地基系数K30，由于高速铁路动荷载产生的冲击力对路基的影响更为明显，因此，路基的稳定性和变形问题主要是由动荷载所导致的，所以采用模拟列车运行时产生的动应力与动应变形指标作为路基的填筑质量检测标准将更加科学且符合实际情况。

一、动态变形模量Evd试验

（一）现场用Evd仪器特点

动态变形模量Evd能够反映列车在高速运行时产生的动应力对路基的真实作用，是高速铁路路基填筑压实控制的主要指标。其计算方法为

图1Evd时间-沉降量曲线

（二）动态变形模量测试的工作原理

动态弹性模量Evd是指土体在一定时间、大小的竖向冲击力作用下抵抗变形能力的参数。动态变形模量测试仪的工作原理：采用一定质量的落锤，从一定高度自由落下，通过阻尼装置、附加电路板，对路基产生瞬间的冲击，使路基产生沉陷。也就是采用一定质量的落锤，从一定高度自由落下，模拟列车运行时对路基产生的动荷载效应冲击路基，在冲刷能相同的条件下，测试路基的垂直变形值，以此计算路基的动态变形模量Evd指针。从理论上讲，路基碾压越密实，沉陷值越小，路基的动态变形模量Evd值越高；反之，路基的Evd值越低。

（三）检测仪器：动态变形模量测试仪器由加载装置、载荷板和沉陷测定仪三部分组成。

1、加载装置主要由挂(脱)钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置等部分构成；

2、荷载板主要由圆形钢板和传感器等部分构成；

3、沉陷测定仪主要由信号处理、显示、打印机和电源等部分构成。沉陷测试范围：(0.1～2.0)mm±0.05mm。

二、动态平板荷载试验仪的主要技术性能参数及适用范围

（一）测试范围满足：10MPa≤Evd≤225MPa：

（二）测试深度范围：400～500mm：

（三）测试面最大坡度：5％：

（四）总重：35Kg，落锤重：10Kg；

（五）最大冲击力：7．07KN；

（六）附加电路板直径：300mm；厚度：20mm；

（七）沉陷测试范围：O．20～2．00mm；精度：±5％；

（八）环境温度范围：O～400C；

适用范围：Evd动态平板荷载试验适用于粒径不大于荷载板直径1／4的各类土和土石混合填料，测试有效深度范围为400～500mm。它广泛适用于铁路、公路、机场、城市交通、港口、码头及工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。

三、应用动态平板荷载试验的优势

动态平板荷载试验是一种新的检测方法，与其他传统的试验方法相比，具有以下优点：

（一）用Evd动态平板载荷试验方法检测路基的动态变形模量Evd指针，操作简单、测试速度快，检测一点只需三分钟。所以，在施工中可以增加检测点的数量，使试验数据更全面、更有代表性；并且还可以随时跟踪检测，真正实现施工过程中的质量监控。

（二）该检测方法是模拟列车高速行驶时对路基产生的冲击效应进行动态测试，与静载试验相比，更能反映路基土的实际受力情况，所以这种测试方法特别适合铁路、公路、机场等受动荷载作用的地基质量监控测试。

（三）检测仪器体积小、重量轻(总重量不超过35公斤，单件重不超过15公斤)、安装携带方便，且不需外加附属设备。在路基的狭窄地段，如路桥过渡段、边坡附近检测也非常方便、适用。

（四）通过在细粒土、碎石土、粗粒土、级配碎石等土类，几百组与静载测试的对比试验，试验结果表明：在同一路段，填料相同时，两者具有良好的相关关系。测试数据数字显示且现场打印，确保测试结果准确、客观。

四、动态变形模量测试仪应用实例

动态变形模量测试仪于上世纪末开始在客运专线等路基施工中使用。在浙赣线电气化提速改造工程施工中，对细粒土、粗粒土、碎石土、级配碎石等填料进行了动态变形模量Evd检验，根据现场的试验资料统计计算，Evd与地基系数K30之问具有较好的相关性。所以，根据某种条件下对同类性质的填料的Evd与K30的相关关系．可以推算出测试点的地基系数K30值。在高速铁路中直接将Evd作为基床表层和过渡段的压实指标，与K30同时作为必检指标。动态平板荷载试验方法与动态变形模量测试仪的应用，将真正实现路基承载力的检测方法的大幅度减化，试验结果更符合实际，检测速度、效率大幅度提高，经济效益和社会效益显著提高，受到建设、监理和施工单位的好评。

五、结论

通过检测路基的动态变形模量来评价路基的压实效果和施工质量，是路基施工质量检测技术的发展方向，特别是高速铁路列车运行速度的提高。这种检测方法更科学、更符合土体动力特性的实际情况。另外，随着路基施工机械化水平的大幅度提高和先进的装运、摊铺、压实机械的使用，路基的填筑速度不断提高，而传统的静载检测方法已不能适应，出现了施工等待检测结果的现象。为了提高施工效率、施工质量和经济效益，有必要采用和推广动态变形模量的检测方法。

因此，通过检测路基的动态变形模量来评价路基的质量是提高铁路工程质量的重要部分。

参考文献：

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[2]汤小红.铁路工程质量检测中的问题分析[J].中小企业管理与科技，2011，（5）

[3]李娅，赵文.采用动态变形模量Evd测试路基压实质量的适用性研究[J].铁道建筑，2009，（8）