客运专线路基检测方法K30与Ev2的对比试验研究

摘要 主要对客运专线路基检测方法中的地基系数K30和静态变形模量Ev2进行了对比试验研究,得出了相关结论,并通过对检测数据进行分析,提出了对现场施工的优化建议。

关键词 客运专线;路基;检测;K30; Ev2

0 前言

京石客运专线北起北京西站,经涿州、高碑店、保定、定州、石家庄机场,至石家庄北站,全线总长281公里,第JS-3标一工区管段位于河北省保定市清苑县境内,起讫里程范围为:DK156+600~DK175+500,全长18.85km,其中路基长5309.24m。主要采用AB组填料和级配碎石进行分层填筑,列车设计速度350km/h,对轨道可靠性、平顺性和稳定性要求很高。为了更好的控制路基质量,采用了多种不同的检验方法同步进行检测,以期能达到最好的控制效果。

1 K30与Ev2的简介

1.1 地基系数K30
地基系数K30是指采用直径为30 cm的荷载板,测定下沉量为1.25 mm地基系数的平板载荷试验方法,测定土体在静荷载作用下的承载力指标。计量单位为MPa/m,测试有效深度范围为400~500 mm。
加载先预加0.01 MPa荷载30 s,待稳定后卸除荷载,然后以0.04 MPa的增量逐级加载。每增加一级荷载,当l min的沉降量不大于该级荷载沉降量的1%时,增加下一级荷载。当总沉降量超过规定的基准值(1.25 mm),或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力,或者达到地基的屈服点,试验即可终止。
1.2 静态变形模量Ev1 和Ev2
静态变形模量Ev1 和Ev2试验是通过平板载荷试验两次加载测得的土体变形模量。试验采用直径300 mm的载荷板。先预压0.01MPa的荷载30s,然后以大致相等的荷载增量(0.08 MPa)逐级加载,达到最大荷载(0.5 MPa)或沉降量达到5 mm时所对应的应力后,进行卸载。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。
Ev1和Ev2记分别是对第一次加载和第二次加载数据做回归后,根据公式计算的结果。Ev1/Ev2 值反映了填筑土体存在的不可恢复塑性残余变形量大小。Ev1/Ev2值越大,说明土体存在的不可恢复塑性残余变形量大,反之,说明土体存在的不可恢复塑性残余变形量小。

2 K30与Ev2的对比试验研究

地基系数K30和变形模量Ev1试验过程基本一致, K30试验操作属于手动操作,仪器精度并不高,现场记录需人工描点绘图读取下沉量为1.25mm所对应的荷载σ。Ev1要求加载不少于六级,一般每级加载量约0.08Mpa。
现将京石客运专线3标DK156+600~DK158+219.14段,对现场AB料和级配碎石填筑压实质量进行检测的地基系数K30和变形模量Ev1、Ev2数据,抽取其中比较有代表性的部分进行对比汇总,分别见表1-2: 

QQ截图20160910115158.png

通过上表可以看出:尽管地基系数K30加和变形模量Ev1结果计算不一样,由于两者试验方法基本一样,两者结果的相关性相当好。通过对数据一元回归分析得出结果为:
相关直线方程:K30=4.521 Ev1一25.694
相关系数:r=O.9542
而且在数据整理时发现,Ev2/Evl值越小,地基系数K30和变形模量Ev1的相关性越好,当把Ev2/Evl≧2.0的点舍去重新进行回归分析,得出结果为:
相关直线方程:K30=4.018 Ev1一6.483
相关系数:r=O.9842
同样对地基系数K30和变形模量Ev2进行了回归分析,表明K30与Ev2 相关性并不好,分析后得出的结果为:
相关直线方程:K30=2.261Ev2—31.458
相关系数:r=O.7324

3 结论及建议

3.1 结论
(1) 地基系数K30和变形模量Ev1的相关性相当好,但与Ev2的相关性较差;
(2) Ev2与K30相比检测精度要高一些;
3.2 建议
Ev2与K30检测方法基本相同,但Ev2比K30更精准一些,但检测时间长一些,通过进行静态变形模量检测,Ev1就可以反映K30的情况,Ev2可以进一步反映填筑土体存在的不可恢复塑性残余变形量大小。所以建议做Ev2检测,就可以取消K30检测,这样就可以在确保质量的前提下,最大可能的加快施工进度,不至于因为检测速度影响施工。
目前,我国的客运专线路基检测技术大部分是从从德国、日本引进的,因此在消化吸收的基础上,我们应该根据近年来本国的实际施工情况,选出最佳的检测技术,以便在客运专线建设中逐步推广,使我国的客运专线建设技术更上一层楼!