EVD试验报告

库车-阿克苏高速公路工程利用动态回弹模量Evd检测土石混填路基压实度可行性论证报告中交库-阿高速公路建设指挥部2010年1月目录一、前言 (1)二、试验方案 (3)2.1 原材料 (3)2.2 试验方法 (3)2.2.1 灌砂法测定压实度试验 (3)2.2.2 手持式落锤弯沉仪（FWD）试验 (3)三、试验结果与分析 (6)3.1 原材料分析 (6)3.2 最大干密度确定 (7)3.2.1 原材料1最大干密度试验 (7)3.2.2 原材料2最大干密度试验 (12)3.3 压实度与Evd相关性分析结果 (12)3.2.1 原材料1试验结果 (12)3.3.2 原材料2试验结果 (18)3.4 小结 (22)四、主要结论与建议 (24)4.1 主要结论 (24)4.2 建议 (24)一、前言路基是公路的基础，路基的质量好坏直接关系到整个公路的使用品质。

提高路基的强度和稳定性是保证公路交通运行的关键，而要达到这一目的，必须对路基进行有效的压实质量控制，增加路基填料的强度和稳定性，使路基在使用过程中不会由于进一步的压实而产生变形。

土石混合料具有强度高、压实密度大、沉降变形小、透水性能好、抗冲刷性能高以及可就近取材等优点而被普遍采用作为路基填料。

鉴于新疆丰富的土石混合料资源，本项目路基选用天然土石混合料进行填筑。

但由于天然砂砾的均质性差，0.075mm以下的颗粒含量均少于10%，是不具粘聚性的材料，路基的压实指标检测较为困难。

因此土石混合料路基压实质量的检测和控制是确保路基具有良好的稳定性和较小沉降的关键。

路基压实与检测技术对细粒土而言，无论压实理论、工程实践与规范、检测标准都己相当成熟，但国内外对土石混合料的研究还较少，现行的技术标准和规范关于土石路基的条文要求较笼统，这给设计、施工、检测及监理等方面具体操作带来了不小的困难，严重制约了土石混合料在实际工程中的应用。

因此，迫切需要研制与开发快速评定土石混填路基压实质量的方法，以便加快施工进度、提高路基压实质量。

一、实验目的1. 观察辉光放电现象。

2. 了解电场、电离、击穿及发光等概念。

3. 掌握辉光盘的工作原理及操作方法。

二、实验原理辉光盘是一种利用高压辉光放电现象产生绚丽多彩光芒的物理实验装置。

其原理如下：1. 辉光盘由两层玻璃盘组成，中间密封了涂有荧光材料的玻璃珠，充有稀薄的惰性气体（如氩气等）。

2. 控制器中有一块振荡电路板，通过电源变换器，将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。

3. 通电后，振荡电路产生高频电压电场，稀薄气体受到高频电场的电离作用产生紫外辐射。

4. 玻璃珠上的荧光材料受到紫外辐射激发出可见光，其颜色由玻璃珠上涂敷的荧光材料决定。

5. 由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射。

三、实验仪器1. 辉光盘2. 控制器3. 电源4. 电压表5. 钳子6. 玻璃棒四、实验步骤1. 将辉光盘底座上的电位器调节到最小。

2. 插上220V电源，并打开开关。

3. 调高电位器，观察辉光盘上图像变化。

4. 当电压超过一定域值后，辉光盘上出现闪光。

5. 用手触摸玻璃表面，观察闪光随手指移动变化。

6. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失。

7. 对辉光盘拍手或说话，观察辉光随声音的变化。

8. 关闭电源，拔掉电源插头。

五、实验现象及结果1. 当电压逐渐升高时，辉光盘上的图像逐渐变得模糊，直至出现闪光。

2. 用手触摸玻璃表面时，闪光随手指移动方向变化。

3. 当电位器调低至闪光消失时，辉光盘上的图像恢复清晰。

4. 对辉光盘拍手或说话时，闪光随声音的变化而变化。

六、实验结论1. 辉光盘是一种利用高压辉光放电现象产生绚丽多彩光芒的物理实验装置。

2. 通过调节电压，可以控制辉光盘上图像的清晰度及闪光的出现。

3. 手指触摸玻璃表面及声音的传入，都会对辉光盘上的图像产生影响。

七、实验讨论1. 实验过程中，电位器调节到最小值时，辉光盘上的图像最为清晰，这是因为此时电压较低，电离作用较弱，荧光材料受激发出的可见光较少。

21 K30、E vd平板载荷试验21．1 一般规定21．1．1 K30平板载荷试验是采用直径为30 cm的荷载板测定下沉量为1.25 mm地基系数的试验方法。

计量单位为MPa／m。

21．1．2 E vd动态平板载荷试验是采用动态变形模量测试仪来监控检测土体承载力指标——动态变形模量E vd的试验方法。

它通过落锤试验和沉陷测定来直接测出反映土体动态特性的指标E vd，计量单位为MPa。

21．1．3 K30平板载荷试验和E vd动态平板载荷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400～500 mm。

21．1．4试验场地及环境条件应符合下列要求：1 K30平板载荷试验：1)对于水分挥发快的均粒砂，表面结硬壳、软化、或因其他原因表层扰动的土，平板荷载试验应置于扰动带以下进行o2)对于粗、细粒均质土，宜在压实后2～4 h内开始进行。

3)测试面必须是平整无坑洞的地面。

对于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，应铺设一层约2一--3 mm的干燥中砂或石膏腻子。

此外，测试面必须远离震源，以保持测试精度。

4)雨天或风力大于6级的天气，不得进行试验。

2．E vd动态平板载荷试验：1)测试面宜水平，其倾斜度不大于5°。

2)测试面必须平整无坑洞。

对于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，可用少量细中砂来补平。

3)试验时测试点必须远离震源。

．21．2 K30平板载荷试验21．2．1本试验应采用下列仪器设备：1荷载板：荷载板为圆形钢板，其直径为30 cm，板厚为25 mm。

荷载板上应带有水准泡。

2 加载装置：1)液压千斤顶与手动油泵，通过高压油软管连接。

千斤顶顶端应设置球铰，并配有可调节丝杆和加长杆件，以便与各种不同高度的反力装置相适应。

选用荷载应大于或等于50 kN。

2)液压油软管长度至少为2 m，两端应装有自动开闭阀门的快速接头，以防止液压油漏出。

3)手动液压泵上应装有一个可调节减压阀，可准确地分级对荷载板实施加、卸载。

EVD测试材料弹性模量的问题及原因分析摘要：近年来，以手持式落锤弯沉仪为代表的动荷载测试方法开始广受关注。

其中之一的动态弹性模量测试仪（Evd）更被纳入《铁路工程土工试验规程》（TB 10102-2004）。

但是，该方法也存在着不少问题，影响着其测试精度。

本文则从动荷载测试系统的特点入手，通过动态弹性模量测试仪（Evd），K30型平板载荷测定仪、岩土力学特性测试仪的测试结果分析，提出EVD测试材料弹性模量的固有问题，并分析其原因。

关键词：Evd；K30；动态弹性模量；动态弹性模量测试仪；岩土力学特性测试仪0.引言Evd（Dynamic modulus of deformation）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动态变形模量。

当前常用的检测仪器动态弹性模量测试仪（Evd），主要用于铁路、公路、机场、城市交通、港口及工业与民用建筑的地基承载力检测。

其特点是，模拟高速列车对路基产生的动应力进行动载测试；实施施工过程中的质量监控；全自动数据处理系统，确保测试结果的准确、客观；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；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。

1.仪器简介1.0.动态弹性模量测试仪（Evd）动态弹性模量测试仪（Evd）是目前国际上普遍采用的路基路面结构强度无损检测仪器。

目前在许多国家都得到了推广和应用。

主要组成（如图-1）有加载装置，包括挂（脱）钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置；载荷板，包括圆形钢板、传感器等；测量装置，包括量力环及沉降计等。

该方法利用落锤与载荷板碰撞时产生的冲击荷载以代替静力荷载装置，从而大大提高测试效率。

图-1 动态弹性模量测试仪（Evd）测试时，首先需要平整测试表面，使载荷板与地面良好接触；然后让落锤在指定高度处自由落下（在这一过程中需保持导向杆垂直），记录最大荷重P以及载荷板中央的最大沉降量S。

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。

变形模量Ev2和动态变形模量Evd试验-图文编写：张千里2006年1月目录一、客运专线无碴轨道铁路设计指南（路基部分）二、变形模量Ev2测试原理与操作要点三、变形模量Ev2测试仪A某01使用说明四、动态变形模量Evd测试原理与操作要点五、动态变形模量Evd测试仪ZFG使用说明六、地基系数K30与变形模量Ev及动态变形模量Evd的测试与对比一、客运专线无碴轨道铁路设计指南（路基部分）2术语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。

工后沉降：在铺轨工程完成以后，基础设施产生的沉降量。

差异沉降：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。

4路基4.1一般规定4.1.1路基工程应按土工结构物进行设计，其地基处理、路堤填筑、边坡支挡2防护以及排水设施等必须具有足够的强度、稳定性和耐久性，确保列车高速、安全和平稳运行。

4.1.2路基工程应避免高填、深挖、长路堑和高大挡土墙。

路堤高度原则上应大于基床厚度。

一般路堤填土高度不宜超过8m。

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：Rh0.4Vj2式中：Rh——轨面圆顺的竖曲线半径,m；Vj——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。

E(动态)V(模量)D(数据)检测
动态变形模量测试仪采用一定质量的落锤，从一定高度自由落下，通过阻尼装置、承载板，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，在冲击能相同的条件下，测试路基的垂直变形值，以此计算路基的动态变形模量Evd指标。

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
计算公式
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。

通常荷板的直径为300mm，锤重为10kg，最大冲击力为7.0 kN，荷载脉冲宽度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=0.21的情况下，由弹性各项同性半空间体上圆形局部荷载的公式计算动态变形模量：
Evd = 0.79(1-μ2) dσ/S
= 1.5rσ/S = 22.5/s（MPa）
式中：r—承载板的半径，这里为150mm；
σ—路基最大动应力；
S—承载板的沉陷值（mm）；
1.5—承载板形状影响系数。

高速铁路的路基检测方法E v d 与K30的对比(总3页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除Evd与K301.K30：地基系数（1）产生：捷克工程师文克勒在1867年在研究铁路路基上部结构时提出了对弹性地基的假设：地基上任何点的沉降取决于作用在同一点上所受到的压力，而与邻近的压力作用无关。

（2）定义：试验是通过静力加载检测路基土的强度和变形参数（土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小）地基系数K30值。

（现场原位测试方法）（3）公式：p=Kn * Sp——基底应力（单位：MPa）Kn——地基系数，即引起单位沉降量所需作用于基底单位面积上的力（单位：MPa/m）S——沉降量（单位：m）（4）公式解析：根据文克勒的理论，地基表征系数是弹性层状地基的刚度和变形性质的一种参数。

它的值不仅与土的性质有关，也与荷载面积大小，形状，加载方式有关。

当确定后就可以测出各种地基在标准下沉量时的地基系数值。

而K30就是采用直径为300m刚性荷载板（圆形）进行试验时，用单位面积压力处以荷载板相应的下沉量，计算时选用的沉降量1.25*10-3m（下沉量基准值），因此K30=荷载强度/（1.25*10-3）（K30已列入铁路路基规范要求）（5）注意事项：①K30的检测与填料粒径有关（填料最大粒径小于荷载板1/10范围内时，地基反力系数的测试值才不受此数据的离散。

因此K30的检测应在填土粒径小于3cm的填料进行）；②为保证受力平衡，荷载板应放置在平整无坑洞的地面上，必要时可以铺一薄层砂，且必须远离震源。

对于表面结硬壳、软化或已被扰动的土体，需要把表层铲去整平③与被测土体的含水量有关。

K30值的含水率要低于压实度的最佳含水率，且伴随着含水率的增加，K30急剧下降，但目前并没有量化。

因此平板荷载试验应在路基压实后2-4h内进行测试，否则必须进行偶然误差修正（消除土体含水量变化的影响）。