客運(yùn)專線路基檢測(cè)方法K30與Ev2的對(duì)比試驗(yàn)研究

摘要 主要對(duì)客運(yùn)專線路基檢測(cè)方法中的地基系數(shù)K30和靜態(tài)變形模量Ev2進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究，得出了相關(guān)結(jié)論，并通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提出了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞 客運(yùn)專線；路基；檢測(cè)；K30； Ev2

0 前言

京石客運(yùn)專線北起北京西站，經(jīng)涿州、高碑店、保定、定州、石家莊機(jī)場(chǎng)，至石家莊北站，全線總長(zhǎng)281公里，第JS-3標(biāo)一工區(qū)管段位于河北省保定市清苑縣境內(nèi)，起訖里程范圍為:DK156+600～DK175+500，全長(zhǎng)18.85km，其中路基長(zhǎng)5309.24m。主要采用AB組填料和級(jí)配碎石進(jìn)行分層填筑，列車(chē)設(shè)計(jì)速度350km/h，對(duì)軌道可靠性、平順性和穩(wěn)定性要求很高。為了更好的控制路基質(zhì)量，采用了多種不同的檢驗(yàn)方法同步進(jìn)行檢測(cè)，以期能達(dá)到最好的控制效果。

1 K30與Ev2的簡(jiǎn)介

1.1 地基系數(shù)K30
地基系數(shù)K30是指采用直徑為30 cm的荷載板，測(cè)定下沉量為1.25 mm地基系數(shù)的平板載荷試驗(yàn)方法，測(cè)定土體在靜荷載作用下的承載力指標(biāo)。計(jì)量單位為MPa／m，測(cè)試有效深度范圍為400～500 mm。
加載先預(yù)加0．01 MPa荷載30 s，待穩(wěn)定后卸除荷載，然后以0.04 MPa的增量逐級(jí)加載。每增加一級(jí)荷載，當(dāng)l min的沉降量不大于該級(jí)荷載沉降量的1％時(shí)，增加下一級(jí)荷載。當(dāng)總沉降量超過(guò)規(guī)定的基準(zhǔn)值(1.25 mm)，或者荷載強(qiáng)度超過(guò)估計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際最大接觸壓力，或者達(dá)到地基的屈服點(diǎn)，試驗(yàn)即可終止。
1.2 靜態(tài)變形模量Ev1 和Ev2
靜態(tài)變形模量Ev1 和Ev2試驗(yàn)是通過(guò)平板載荷試驗(yàn)兩次加載測(cè)得的土體變形模量。試驗(yàn)采用直徑300 mm的載荷板。先預(yù)壓0.01MPa的荷載30s，然后以大致相等的荷載增量(0.08 MPa)逐級(jí)加載，達(dá)到最大荷載(0.5 MPa)或沉降量達(dá)到5 mm時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力后，進(jìn)行卸載。卸載應(yīng)按最大荷載的50％、25％和0％三級(jí)進(jìn)行。卸載后，按照第一次加載的操作步驟，并保持與第一次加載時(shí)各級(jí)相同的荷載進(jìn)行第二次加載，直到第一次所加最大荷載的倒數(shù)第二級(jí)。
Ev1和Ev2記分別是對(duì)第一次加載和第二次加載數(shù)據(jù)做回歸后，根據(jù)公式計(jì)算的結(jié)果。Ev1／Ev2 值反映了填筑土體存在的不可恢復(fù)塑性殘余變形量大小。Ev1／Ev2值越大，說(shuō)明土體存在的不可恢復(fù)塑性殘余變形量大，反之，說(shuō)明土體存在的不可恢復(fù)塑性殘余變形量小。

2 K30與Ev2的對(duì)比試驗(yàn)研究

地基系數(shù)K30和變形模量Ev1試驗(yàn)過(guò)程基本一致， K30試驗(yàn)操作屬于手動(dòng)操作，儀器精度并不高，現(xiàn)場(chǎng)記錄需人工描點(diǎn)繪圖讀取下沉量為1．25mm所對(duì)應(yīng)的荷載σ。Ev1要求加載不少于六級(jí)，一般每級(jí)加載量約0．08Mpa。
現(xiàn)將京石客運(yùn)專線3標(biāo)DK156+600~DK158+219.14段，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)AB料和級(jí)配碎石填筑壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的地基系數(shù)K30和變形模量Ev1、Ev2數(shù)據(jù)，抽取其中比較有代表性的部分進(jìn)行對(duì)比匯總，分別見(jiàn)表1-2： 

通過(guò)上表可以看出：盡管地基系數(shù)K30加和變形模量Ev1結(jié)果計(jì)算不一樣，由于兩者試驗(yàn)方法基本一樣，兩者結(jié)果的相關(guān)性相當(dāng)好。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)一元回歸分析得出結(jié)果為：
相關(guān)直線方程：K30=4.521 Ev1一25.694
相關(guān)系數(shù)：r=O.9542
而且在數(shù)據(jù)整理時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ev2／Evl值越小，地基系數(shù)K30和變形模量Ev1的相關(guān)性越好，當(dāng)把Ev2／Evl≧2．0的點(diǎn)舍去重新進(jìn)行回歸分析，得出結(jié)果為：
相關(guān)直線方程：K30=4.018 Ev1一6.483
相關(guān)系數(shù)：r=O.9842
同樣對(duì)地基系數(shù)K30和變形模量Ev2進(jìn)行了回歸分析，表明K30與Ev2 相關(guān)性并不好，分析后得出的結(jié)果為：
相關(guān)直線方程：K30=2.261Ev2—31.458
相關(guān)系數(shù)：r=O.7324

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論
(1) 地基系數(shù)K30和變形模量Ev1的相關(guān)性相當(dāng)好，但與Ev2的相關(guān)性較差；
(2) Ev2與K30相比檢測(cè)精度要高一些；
3.2 建議
Ev2與K30檢測(cè)方法基本相同，但Ev2比K30更精準(zhǔn)一些，但檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)一些，通過(guò)進(jìn)行靜態(tài)變形模量檢測(cè)，Ev1就可以反映K30的情況，Ev2可以進(jìn)一步反映填筑土體存在的不可恢復(fù)塑性殘余變形量大小。所以建議做Ev2檢測(cè)，就可以取消K30檢測(cè)，這樣就可以在確保質(zhì)量的前提下，最大可能的加快施工進(jìn)度，不至于因?yàn)闄z測(cè)速度影響施工。
目前，我國(guó)的客運(yùn)專線路基檢測(cè)技術(shù)大部分是從從德國(guó)、日本引進(jìn)的，因此在消化吸收的基礎(chǔ)上，我們應(yīng)該根據(jù)近年來(lái)本國(guó)的實(shí)際施工情況，選出最佳的檢測(cè)技術(shù)，以便在客運(yùn)專線建設(shè)中逐步推廣，使我國(guó)的客運(yùn)專線建設(shè)技術(shù)更上一層樓！