高速铁路路基EV和EVD试验

高速铁路路基动态平板荷载试验检测方法摘要：文章介绍了动态变形模量测试仪的工作原理，并通过动态平板载荷试验对土体动力特性进行研究，来检测和判断路基的质量。

关键词：高速铁路；路基；动态平板荷载Evd一、概述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，科学、合理的监控测试方法是保证路基施工的重要措施。

在路基工程施工中，土体压实是一个最基本的问题，但仅用密实度指标来检测和判断路基的质量有其局限性。

因为路基填土的施工方法不同，含水量的差异和击实标准的差别，相同密实度的土体其力学性能指标有较大差异。

因此，在检测密实度的基础上，将强度及变形指标作为反映路基承载力的压实标准，是国内外路基施工质量检测技术的发展方向。

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，而路基实际承受的荷载不仅有静荷载，还有列车运行时对路基产生的动荷载。

特别是高速铁路，动荷载产生的冲击力对路基的影响更为明显，也就是说，路基的稳定性和变形问题主要是由于动荷载引起的，所以，采用模拟列车运行时产生的动应力及动应变形指标作为路基的填筑质量检测标准将更科学合理、更符合实际情况。

在浙赣线电气化提速改造工程施工中运用的DBM型动态变形模量测试仪，主要用于测试基床表层级配碎石、桥涵过渡段的承载力指标－动态变形模量Evd和地基系数K30。

动态变形模量检测方法也已经纳入铁道部行业标准《铁路工程土工试验规程》。

二、动态变形模量测试的工作原理动态弹性模量Evd（dynamic modulus of deformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力和冲击时间作用下抵抗变形能力的参数。

根据平板压力公式，动态变形模量可按下式计算：Evd＝1.5×r×σ/s（MN/m2）式中：1.5－承载板形状影响系数；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）。

此公式表示按照弹性各项同性半空间理论，并假定横向变形系数为0.21时，圆形刚性板在竖向集中荷载作用下的地面沉陷。

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。

高速铁路路基施工新型质量检测技术应用1、概述路基试验检测主要分为两类：一类是密实度检验，包括压实系数、相对密度、孔隙率等；第二类是力学指标检测，主要包括K30、动态变形模量Evd、动刚度，承载比试验CBR等等，在武广客运专线中又引入了德国的静态二次变形模量Ev2等。

我国高速铁路路基标准的建立借鉴日本的标准比较多，特别是路基压实标准采用的力学指标是地基系数K30。

但德国、法国等国家从来不采用K30 ，而是采用静态二次变形模量Ev2和动态变形模量Evd压实标准。

因此，路基上若采用德国的无碴轨道结构形式，路基压实标准也应该相应地采用德国的标准——Ev2和Evd。

本文重点介绍动态变形模量Evd、静态二次变形模量Ev2。

2动态变形模量Evd检测《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）规定了其使用，适用于所有铁路路基工程。

《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》（2004-12-30实施），规定其适用于客运专线及高速铁路路基工程。

（注：新的《客运专线无碴轨道铁路设计指南》（铁建设函［2005］754号文），也规定了其指标。

）武广客运专线路基设计文件规定，时速200Km/h以上有碴轨道和无碴轨道路基级配碎石或级配砂砾石基床表层（含过渡段）的压实标准，变形模量Evd≥55MPa，（注：新的《客运专线无碴轨道铁路设计指南》（铁建设函［2005］754号文）中规定Evd≥50MPa）。

过渡段级配碎石路堤基床表层以下部位Evd≥50MPa。

200Km有碴轨道没有Evd相关要求。

2.1动态变形模量Evd的定义动态变形模量Evd （英文：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 =1.5×r ×σ/s计算得出，其中：Evd——动态变形模量（MPa）；r ——圆形刚性荷载板的半径（mm）；σ——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 ——实测荷载板下沉幅值（mm）；1.5 ——荷载板形状影响系数。

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。

路基施工的质量试验检测（一）检测方法及仪器质量检测采用“抗力检测法”，即用强度及变形指标作为路基填土质量控制参数，主要包括Ev2、Evd、K30、n（或K）指标。

1、动态弹性模量Evd（dynamicmodulusofdeformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力和冲击时间作用下抵抗变形能力的参数。

该法操作简单、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。

动态变形模量测试仪主要由落锤仪和沉陷测定仪组成，落锤仪包括：脱钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置、承载板等，沉陷测定仪主要包括传感器、放大器、数据处理器、打印机和电源。

2、静态变形模量（EV1、EV2）静态变形模量Ev1、Ev2试验也属于平板载荷试验，在圆形载荷板上分级施加静荷载，测试荷载强度与沉降变形的关系，测试仪通过第一次加载及卸载和第二次加载画出两次加载的强度（P）-沉降（S）曲线，取0.3σ0max和0.7σP0max两点之间的切线斜率作为Ev1及Ev2传值。

静态变形模量测试仪由载荷反力装置、载荷平板、压力装置、测力装置、沉降测量装置和辅助装置等载荷承台：一般是有效荷载至少比试验所需的最高试验载荷高出10KN的载重车、拖车、固定支座做为载荷承台。

最简单的方法是直接用压路机做为载荷承台。

载荷平板：载荷平板主要由在其表面布置有盒式水准仪且带有量测装置的、平底的金属板构成。

压力装置。

压力装置是由压力泵、压力油管、液压压力机等构成。

测力装置。

测力装置是由压力装置的液压压力机上的压力表或压力传感器组成。

沉降量测装置。

沉降量测装置是由一个探测装置和千分表及信息处理软件构成。

3、K30平板载荷试验按《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）（二）检测指标1、基床以下路堤填筑检验数量：沿线路纵向每100m每压实层检验压实系数或孔隙率6点，其中：左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点；每100m每填高90cm检验地基系数4点，其中：距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。

客运专线铁路路基K30、E v2、E vd检测技术1、地基系数K30检测1.1 名词解释地基系数K30地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小。

它是用直径为300mm的刚性承载板进行静压平板载荷试验，取第一次加载测得的应力—位移（σ—s）曲线上s为1.25mm所对应的荷载σs，按K30=σs／1.25计算得出，单位:MPa/m。

1.2国内外发展现状二十世纪三十年代开始美国提出的压实度指标，即压实系数K、相对密度D r或孔隙率n 至今仍然作为世界各国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E v2标准，日本的地基系数K30标准等。

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。

我国铁路系统自1985年大秦线施工引入K30平板载荷试验以来，在铁路建设中已经逐步推广应用。

从二十多年K30在我国铁路系统应用的情况来看，无论是仪器设备、试验方法,还是设计标准均已比较成熟。

地基系数K30已成为新线铁路控制基床和路堤填料压实质量的主要指标之一，并已正式列入《铁路路基工程质量检验评定标准》(TB10414-98)和《铁路路基设计规范》(TB10001-99)。

K30平板载荷试验作为一种强度及变形指标，能够直观地表征路基刚度和承载能力。

我国参照日本JISA1215-1995年修订版《公路的平板载荷试验方法》和德国的DIN18134《平板载荷试验》-1993年修订版，并吸收近年来的科研成果和施工经验，同时针对实际应用中存在的问题，制订了“K30平板载荷试验”方法，该方法首次正式纳入2004年4月1日起开始实施的《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）。

高速铁路路基EV和EVD试验
高速铁路的建设和发展是我国交通事业的重要组成部分，为提高高速铁路运行
质量和效率，各地铁路部门不断探索新的技术和方法。

其中，电力化铁路技术成为高速铁路建设和运行的关键。

电力化铁路技术指的是在铁路线路中使用电力系统进行供电的技术，其中的
EV和EVD试验是其中的重要技术手段。

EV试验
EV试验是指在高速铁路路基上进行的铁路电器化系统试验，主要包括高速电
气化分布电源系统、数据采集与控制系统和配电保护系统。

EV试验的目的在于验
证电气化系统的设计是否达到了运行要求，包括系统的可靠性、稳定性、安全性等。

EV试验需要进行全线系统的测试，需要进行长时间的试验和检测，以验证系
统的可靠性。

试验过程中需要对各个设备进行测试和评估，包括需要验证各个设备的性能和操作是否符合规定要求。

试验需同时考虑到运行安全和人员的安全。

EVD试验
EVD试验是指在高速铁路路基上进行的铁路电气化系统受电弓试验，主要针对
铁路受电弓设备，验证其能够很好地满足高速铁路的要求，确保其稳定性和可靠性。

EVD试验主要是在正常列车运行时进行，通过检测受电弓能否在车速高速运行
时稳定工作，验证其国内外的技术水平。

试验中需要脱离信令系统和上电系统进行较长时间停留、远距离行驶等试验，评估受电弓的运行情况和性能。

高速铁路路基EV和EVD试验是电力化铁路技术的重要组成部分，其在高速铁
路建设和运行中具有非常重要的作用。

EV试验和EVD试验的详细测试和评估十
分重要，这有助于确保铁路电气化系统的稳定性和可靠性，为高速铁路的建设和运行提供了强有力的保障。

K30、变形模量E v及动态变形模量E vd的对比试验研究薄会申李铂(铁道第三勘察设计院天津 300251)摘要：在客运专线的快速建设过程中，随着路基施工机械化水平的大幅度提高和先进机械的使用，路基填筑速度不断提高，传统的静载测试方法由于速度缓慢，已经逐渐出现与工程进度不相适应的现象。

在铁路路基工程施工中，通过控制土体的密实度指标和强度指标来保障路基的填筑质量，主要控制参数有压实系数、相对密度、孔隙率或空气率、地基系数K30与变形模量E v1和E v2及动态变形模量E vd等。

因为路基填筑的施工方法不同以及含水量的差异和击实标准的差别，相同密实度的土体其力学性能指标有较大的差异。

因此，在检测密实度的基础上，将强度及变形指标作为反映路基承载力的压实标准，是国内外路基施工质量检测技术的发展方向。

在我国铁路系统，地基系数K30已经成为路基设计和施工的一个基本参数，变形模量E v1和E v2及动态变形模量E vd是近年从国外引进的技术，做为与K30平行的试验方法，列入最近发布的一系列铁路设计标准中。

三种测试技术都是测试土体的强度指标，均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，但是，由于国内没有大量开展变形模量E v1和E v2及动态变形模量E vd检测工作，缺少实践数据的支持，对其认知也存在一定的差别，在测试操作程序和数据处理方法上也存在较大的差异。

对于新引进的变形模量Ev及动态变形模量Evd测试方法，如何明确各参数的真正意义，进行完整系统的分析，从而与地基系数K30进行有机的结合，做到既保证施工质量又提高施工效率和经济效益，利用科学、合理的监控测试方法保证路基施工质量，将是今后路基测试工作的研究目标。

本文系统介绍了地基系数K30与变形模量Ev及动态变形模量Evd三种测试方法，并通过对三种测试方法的对比分析，总结了各自的特点和影响因素。