华铁工程咨询有限责任公司南宁分公司--路基试验检测ppt课件

1、路基实验检测客运专线铁路基床以下路堤压实规范n基床以下路堤采用K30、n或K双目的控制项目压实标准改良细粒土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土地基系数K30（MPa/m）90 110 130孔隙率n（%）-3131压实系数K0.90-客运专线铁路基床底层压实规范n基床底层采用地基系数K30、动态变形模量Evd和孔隙率n或压实系数K三项目的控制项目压实系数改良细粒土砂类土及细砾土碎石类土及粗砾土地基系数K30（MPa/m）110 130 150动态模量Evd(MPa)40 40 40孔隙率n（%）-2828压实系数K0.95-客运专线铁路基床表层级配碎石压实规范n基床表层级配碎石或级配砂砾石的压实规范

2、应采用地基系数K30、动态模量Evd和孔隙率n三项目的控制填料压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n（%）级配碎石或级配砂砾石190 5518土的物理目的n所谓土的物理性质就是表示土中三相比例关系的一些物理量。n土的物理性质目的不仅可以描画土的物理性质和它所处的形状，而且在一定程度上反映了土的力学性质。土的物理性质目的的分类n一类是必需经过实验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接目的；n一类是根据直接目的换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接目的土的三相图n为便于阐明这些物理性质目的的定义和它们的换算关系，常用三相图表示土体内三相的相对含量。 土的

3、含水率(一)n含水率：n 土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示 n表达式：%100swmmw土的含水率二n测定方法：n 烘干法。先称出天然湿土的质量，然后放在烘箱里，在100105下烘干，称干土的质量。土中孔隙率nn定义：n 土中的孔隙的体积与土的总体积之比，以百分数表示n表达式：n由上式可推出nPd-土的干密度nG-土的颗粒密度n )1%(100公式VVnv)2%(100)1 (公式GPdn孔隙率测试方法n孔隙率的测试普通根据公式2进展，经过测定填料的干密度Pd灌砂法和颗粒密度G求得。n干密度普通用灌砂法和灌水法得到，颗粒密度G普通室内实验得到。n由于土的颗粒密度分为视密度Gs和毛体积密

4、度Gm两种测试方法，因此，孔隙率的测试也有两种结果n1和n2计算公式为：%100)1 (1GsPdn%100)1 (2GmPdn两种方法的比较一n1、利用颗粒密度Gs测算的孔隙率n1是土体中包含颗粒内部裂隙在内的一切孔隙体积与整个土体体积之比。颗粒视密度Gs测试实验中，土样要先烘干，称重后放入水中测试土颗粒排开水的体积，干分量与体积之比即为颗粒视密度。在水中，土颗粒内部开口裂隙将被水填充，土颗粒排开水的体积土颗粒体积不包括颗粒开口裂隙。孔隙率n1计算中包括了颗粒开口裂隙体积。两种方法的比较二n2、利用颗粒密度Gm测算的孔隙率n2是土体中颗粒之间的孔隙体积与整个土体体积之比。颗粒毛密度Gm测试实

5、验中，土样要先制成饱和面干形状，称重后放入水中测试土颗粒排开水的体积，式样干分量与该体积之比即为颗粒毛体积密度。孔隙率n2计算中不包括了颗粒开口裂隙体积。路基压实检测宜选用颗粒间孔隙率n2n 在土样被压实的过程中，颗粒内部的孔隙不会被紧缩除非颗粒密度强度很低，碾压过程中被破碎，这种情况不在我们思索范围之内，普通只需颗粒之间的孔隙被紧缩，使颗粒与颗粒之间更加严密。从土的抗剪强度产生的机理可知，土的强度取决于颗粒之间的摩擦力与凝聚力。为了提高土体强度，减小紧缩性，使土体处于更加稳定形状的目的，要求控制颗粒与颗粒之间的可紧缩空隙，而非颗粒内部的孔隙。所以，作为土体压本质量的控制目的选用颗粒间孔隙率n

6、2更为适宜。压实系数Kn环刀法环刀法n灌水法灌水法n气囊法气囊法n核子湿度密度仪核子湿度密度仪n灌砂法灌砂法nTB101022004孔隙率nn灌水法灌水法n灌砂法灌砂法n气囊法气囊法nTB101022004一、环刀法n 环刀法是丈量现场密度的传统方法。用环刀法测得的密度是环刀内土样所在深度范围内的平均密度。它不能代表整个碾压层的平均密度。环刀法是用知质量及容积的环刀，切取土样，使土样的体积与环刀容积一致，这样环刀的容积即为土的体积；土样称量后，减去环刀的质量就得到土的质量。然后便可计算出土的密度。环刀法适用于较均一呈塑态的粘性土。实验方法及步骤n1、测定环刀的质量及体积n 用测径卡尺丈量环刀的

7、内径及高度, 计算得环刀的体积；然后，将环刀置于天平上称得环刀质量m1, 准确至0.01。n2、切取土样n 在环刀内壁上涂以薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样外表上，用切土刀把土样削成略大于环刀的土柱，然后垂直向下轻压环刀，边压边削，至土样高出环刀为止。用钢丝锯或切土刀将环刀与土柱分别，削去两端余土并修平。擦净环刀外壁，称环刀与土总质量m2，准确至0.1g。取环刀两端削下的土样测含水率。试样制备应迅速。环刀法计算及本卷须知n=m0/V=(m2-m1)/Vnd=/(1+0.01 w) n 式中: 实验的湿密度g/cm3,计算至0.01 g/cm3；n d实验的干密度g/cm3；n m0湿试样质量

8、g；n V 环刀容积cm3；n w 试样含水率%；n m1 环刀质量g：n m2 环刀与土总质量g.n本卷须知：n 1、用环刀切取土样时，必需严厉按实验步骤操作，不能急于求成，用力过猛或图省事不削成土柱，这样容易使土样开裂扰动。n 2、修平环刀两端余土时，不得在试样外表往返压抹。对于较软的土，宜先用钢丝锯将土样锯成几段，然后用环刀切取。二、灌水法n 灌水法属于对压实土面的破坏性量测方 法，是利用水去置换试洞的体积。灌水法适用于现场测定最大粒径小于60mm的土的密度灌水法实验步骤n1、在选定的试坑位置处铲平略大于试坑直径的地面，并根据土的最大粒径，按TB10102表5.5.2规定确定试坑尺寸。n

9、2、按确定的试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求高度。边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称土的质量，准确至10g，并取代表性土样测定含水率。n3、试坑挖好后，将略大于试坑容积的塑料薄膜袋沿坑底、坑壁严密相贴，到地面后翻开袋口，袋口周围用重物压结实定。n4、记录储水筒内初始水位高度，翻开储水筒的注水管，让水渐渐流入坑内塑料薄膜袋内，当袋内水面上升到接近坑口地面时将水流调小，待水面与坑口地面齐平常立刻封锁注水管，继续35min，记录储水筒内水位的高度。如袋内出现水面下降时，应另取塑料薄膜袋重做实验。灌水法计算n=mp/VpnVp=(H1-H2).Awn式中: Vp试坑体积cm3；n H1储

10、水筒内初始水位高度cm；n H2储水筒内注水终止时水位高度cm；n Aw储水筒断面积cm2；n 三、气囊法n气囊法属于对压实土面的破坏性量测方法，是利用气囊式容积测定仪去计算试洞的体积。n气囊法适用于现场测定最大粒径小于20mm的土的密度气囊法实验步骤一n1、清扫场地，护坑环置于试坑位置。n2、仪器置于护坑环上，并用压块固定。n3、翻开排气阀，将测尺游标推至缸筒顶端。n4、关上排气阀，渐渐向下推进活塞，直到水位管中溶液水柱升至水位标线。读取数显测尺初始数显数值L1并做记录。n5、提起活塞，使水柱退回零位，松开固定压块，移走仪器。气囊法实验步骤二n6、试坑开挖和试样称量按TB10102第5章第5

11、.2.2条第12款的规定进展。n7、仪器重新置于护坑环上并固定，将测尺游标重新推至缸筒顶面，渐渐地向下推进活塞，直到溶液水柱升至水位标线，读取数显测尺终止数显数值L2并做记录n8、当坑壁与大气温差较大时，气囊在坑内停留时间不宜超越3 min.气囊法实验计算n=mp/VpnVp=(L2-L1).Agn式中: L1数显测尺初始读数 mm；n L2数显测尺终止读数 mm；n Ag容积仪常数cm3/mm；四、核子密度湿度仪法n所谓的核子密度湿度仪法，即利用元素的放射性来测定各种资料的密度和湿度。n核子仪法适用于现场测定填料位细粒土、砂类土的压实密度。n核子仪法的优点：n 1、被测土体体积大，结果具有代

12、表性；n 2、丈量不受资料化学、矿物的或者构造的要素影响；n 3、由操作人员引起的误差几乎没有，由于操作非常简单，仪器自动计算结果，连同计量单位仪器显示在屏幕上；n核子仪法的缺陷：它发出的放射性物质对人体有害。五、灌砂法n灌砂法属于对压实土面的破坏性量测方法，是利用均匀颗粒的砂规范砂去置换洞内的体积。该方法适用于现场测定最大粒径小于20mm的土的密度，也是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法工地常用的灌砂筒灌砂法需求的工具规范砂的制备n1、凡经过清洗干净，烘干冷却后能自在流动且不胶结的砂均可运用；n2、砂的粒径在0.250.5mm为宜；n3、规范砂应根据需求经常进展标

13、定。仪器的标定一n1、在储砂筒内装满砂。筒内砂的高度与筒顶的间隔不超越15mm。称筒内砂的质量m1，准确至1g。每次标定及而后的实验都维持这个质量不变;n2、将开关翻开，让砂流出，并使流出砂的体积与工地所挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积)。然后关上开关，并称量筒内砂的质量m5，准确至1g 。玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂，质量m2 仪器的标定二n3、将灌砂筒放在玻璃板上。翻开开关，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，关上开关，并细心地取走罐砂筒 。n4、搜集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂 。反复上述丈量，至少三次。最后取其平

14、均值m2，准确至1g。确定量砂的密度一n1、用水确定标定罐的容积V(cm3)将空罐放在台秤上，使罐的上口处于程度位置，读记罐质量m7，准确至1g。向标定罐中灌水，留意不要将水弄到台秤上或罐的外壁。将不断尺放在罐顶，当罐中水面快要接近直尺时，用滴管往罐中加水，直到水面接触直尺。移去直尺，读记罐和水的总质量m8。反复丈量时，仅需用吸管从罐中取出少量水，并用并用滴管重新将水加满到接触直尺。标定罐的体积按下式计算： V标定罐=(m8- m7)/水n 2、在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将罐砂筒放在标定罐上，翻开开关，让砂流出，直到储砂筒内的砂不再下流时，封锁开关。取下罐砂筒，称筒内剩余的砂质量，准确至

15、1g。反复上述丈量，至少三次，最后取其平均值m3，准确至1g。确定量砂的密度二n3、按下式计算填满标定罐所需砂的质量 ma (g)：n mam1-m2-m3n m1灌砂入标定罐前，筒内砂的质量，g；n m2灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量，g；n m3灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量，g。n4、按下式计算量砂的密度s(gcm3)：n sma/V n 式中：V标定罐的体积，cm3。规范砂密度标定的图片步骤一向标定罐中加水第二步第三步读记罐和水的总质量m8第四步向灌砂筒中加砂第五步砂距筒顶间隔不超越15mm第六步称筒内砂的质量m1规范砂密度标定的图片步骤二第十步称筒内剩余的砂质量，取平均值m3翻开开

16、关，让砂流出，直到储砂筒内的砂不再下流时，封锁开关第九步第七步将灌砂筒放在玻璃板上，并翻开开关第八步玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂，质量m2 第十二步第十二步PS=ma/VPS=ma/V计算砂的规范密度计算砂的规范密度第十一步第十一步填满标定罐所需砂的质量填满标定罐所需砂的质量 ma ma mamam1-m2-m3m1-m2-m3灌砂法实验步骤一1、在实验地点，选一块约40cmX40cm的平坦外表，并将其清扫干净。将基板放在此平坦外表上。如此外表的粗糙度较大，那么将盛有量砂m5 (g)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上。翻开灌砂筒开关，让砂流人基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时封锁开

17、关。取下罐砂筒，并称筒内砂的质量m6，准确至1g。 m5-m6灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙外表间砂的总质量2、取走基板，将留在实验地点的量砂收回，重新将外表清扫干净。将基板放在清扫干净的外表上，沿基板中孔凿洞，洞的直径lOOmm。在凿洞过程中，应留意不使凿出的试样丧失，并随时将凿松的资料取出，放在知质量的塑料袋内，密封。试洞的深度应等于碾压层厚度。凿洞毕，称此塑料袋中全部试样质量，准确至1g。减去知塑料袋质量后，即为试样的总质量mt。灌砂法实验步骤二3、从挖出的全部试样中取有代表性的样品，放入铝盒中，测定其含水率w。样品数量：对于细粒土，不少于lOOg；对于粗粒土，不少于500g。 w=(m

18、-ms) ms 100% 其中： w含水率 ；m取样湿土质量；ms取样烧干土质量4、将基板安放在试洞上，将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂至恒量m1)，使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。翻开灌砂筒开关，让砂流人试洞内。封锁开关。仔细取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量m4，准确至1g。5、如清扫干净的平坦的外表上，粗糙度不大，那么不需放基板，将罐砂几乎接放在已挖好的试洞上。翻开筒的开关，让砂流入试洞内。在此期间，应留意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，封锁开关。仔细取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量m4，准确至1g。灌砂法实验步骤三n6、取出试洞内的量砂，以备下次实验时再用。假设量砂的

19、湿度已发生变化或量砂中混有杂质，那么应重新烘干，过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度到达平衡后再用。n7、如试洞中有较大孔隙，量砂能够进入孔隙时，那么应按试洞外形，松弛地放入一层柔软的纱布。然后再进展灌砂任务。n8、计算整理n 按下式计算填满试洞所需的质量mb (g) n 1灌砂时试洞上放有基板的情况n mbm1- m4-(m5-m6)n 2试洞上不放基板的情况n mbm1- m4-m2n 式中: m1灌砂入试洞前筒内砂的质量，g；n m2灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量，g；n m4、m4灌砂入试洞后，筒内剩余砂的质量，g；n m5-m6灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙外表间砂的总质量，g。灌

20、砂法实验步骤四n1、按下式计算实验地点土的湿密度 (gcm3)；n =湿土质量体积=mt (mb/s )=mt/mbs n 式中: mt试洞中取出的全部土样的质量，g；n mb填满试洞所需砂的质量，g；n s量砂的密度，gcm3。n2、按下式计算实验地点土的干密度d (gcm3)n d=/(1+0.01 w)n 式中： 湿密度；n w 含水率实验图片灌砂法密度实验记录灌砂法本卷须知一n灌砂法是施工过程中最常用的实验方法之一。此方法外表上看起来较为简单，但实践操作时经常不好掌握，并会引起较大误差；又由于它是测定压实系数的根据，故经常是质量检测监视部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节，因此应严厉

21、遵照实验的每个细节，以提高实验精度。为使实验做到准确，应留意以下几个环节：n1规范砂要规那么。规范砂假设反复运用，一定要留意晾干，处置一致，否那么影响规范砂的密度；n2每换一次规范砂，都应标定规范砂的密度；灌砂法本卷须知二n3地外表处置要平整，只需便面凸出一点1mm，使整个外表高出一薄层，其体积也算到试坑中去了，会影响实验结果。n4在挖孔时试坑周壁应笔直，防止出现上大下小或上小下大的情形，这样就会使检测密度偏大或偏小。n5灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚，不能只取上部或者只取下部碾压层的填料。六、地基系数K30实验nK30平板载荷实验是采用直径为30cm的荷载板测定下沉量为1.25mm的地基系数

22、实验方法，属单循环荷载实验，计量单位MPa/m。nK30平板载荷实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。n国外还有用直径为60cm和75cm的荷载板实验确定的地基系数K60和K75。实验仪器的校验n1、测试地基系数时，应对仪器进展测试校验。 n2、新仪器进展实验的三个月内，应每月标定一次，以作出相应误差修正。当三次标定误差小于5%时，仪器进入稳定期。 n3、仪器每次投入新工点或每年必需予以校验一次。 K30实验适用条件和要求n 对平板载荷实验测试值大小的影响要素很多。包括填料的性质、级配、压实系数、含水率、碾压工艺、最大干密度、最正确含水量、实验操作方法及测试面平整度等。为

23、了规范实验过程，提出了平板载荷实验的适用条件和要求。n1、K30平板载荷实验适用于粒径不大于载荷板直径1/4的各类土和土石混合填料。n 由于K30的荷载板直径只需300mm因此对所填路基土的颗粒粒径和级配有一定的限值，否那么颗粒粒径过大，级配不均匀，K30的测试结果就会带来较大的误差，难以真实反映路基的压实情况。K30实验适用条件和要求n2、K30平板载荷实验的测试有效深度范围为400500mm。n 由于K30平板载荷实验成果所反映的是压板下大约15倍压板直径深度范围内地基土的性状，因此要想真实全面地反映更深土层的情况，尚需结合其他的检测手段进展综合评定。n3、对于水分挥发快的均粒砂，外表结硬

24、壳、软化、或因其他缘由表层扰动的土，平板载荷实验应置于扰动带以下进展。n 影响K30测试结果的要素很多，但含水量变化是呵斥K30测试结果偶尔误差的主要要素，也就是说K30测试结果具有时效性。普通来说，控制在最正确含水量附近施工，路基压实系数较高，路基质量好，基床外表刚度较大，K30测试结果较高。但是由于受季节及天气气温变化的影响，其水分的蒸发程度不同，含水量差别较大，因此含水量为一变量。实际证明，碾压终了后，路基含水量大时，K30试结果就小；含水量小时，K30测试结果就高。由于击实土处于不饱和形状，含水量对其力学性质的影响很大。这就呵斥K30测试结果因含水量变化而离散性大、反复性差。为此，现场

25、测试应消除土体含水量变化的影响。K30实验适用条件和要求4、对于粗、细粒均质土，宜在压实后24h内进展。 在进展K30测试时，发现不同时间的K30测试结果差别较大，尤其对级配碎石来讲更为明显。这是由于不同的检测时间，其路基的含水量及板结强度不同。假设在碾压终了后23 d再进展K30测试，这样虽然K30测试结果提高了，满足了K30的设计要求。但这样做会呵斥K30测试结果无可比性、不可信。因此，为了检测路基填筑质量而进展的K30实验，只需在碾压终了时一定时限内进展测试才有意义。5、测试面必需是平整无坑洞的地面。对于粗粒土或混合料呵斥的外表凸凹不平，应铺设一层约23mm的枯燥中砂或石膏腻子。此外，测

26、试面必需远离震源，以坚持测试精度。 细粒土粉砂、黏土只需在压实的条件下方可进展检测。在不确定的情况下，要对地面不同深度进展检测，地面以下最深至d(d=承载板直径)。K30实验适用条件和要求n6、雨天或风力大于6级的天气，不得进展实验。K30实验步骤一n1、场地测试面应进展平整，并运用毛刷扫去松土。当处于斜坡上时，应将荷载板支撑面做成程度面。n2、安顿平板载荷仪：n 将荷载板放置于测试地面上，应使荷载板与地面良好接触，必要时可铺设一薄层枯燥砂23mm或石膏腻子。当用石膏腻子做垫层时，应在荷载板底面上抹一层油膜，然后将荷载板安放在石膏层上，左右转动荷载板并悄然击打顶面，使其与地面完全接触，与此同时

27、可借助荷载板上水准泡或水准仪调整程度。n 将反力安装承载部分安顿于荷载板上方，并加以制动。反力安装的支撑点必需距荷载板外侧边缘1m以外。n 将千斤顶放置于反力安装下面的荷载板上，可利用加长杆和经过调理丝杆，使千斤顶顶端球铰座紧贴在反力安装承载部位上，组装时应坚持千斤顶垂直不出现倾斜。n 安顿测桥，测桥支撑座应设置在间隔荷载板外侧边缘及反力安装支承点1m以外。测表的安放必需相互对称，并且应与荷载板中心坚持等间隔。K30实验步骤二n3、加载实验：n 为稳定荷载板, 预先加0.01MPa荷载，约30秒钟，待稳定后卸除荷载，将百分表读数调至零或读取百分表读数作为下沉量的起始读数。n 以0.04MPa的

28、增量,逐级加载。每添加一级荷载，应在下沉量稳定后，读取荷载强度和下沉量读数。n 当总下沉量超越规定的基准值1.25mm，或者荷载强度超越估计的现场实践最大接触压力，或者到达地基的屈服点，实验即可终止。n4、当实验过程出现异常时(如荷载板严重倾斜, 荷载板过度下沉), 应将实验点下挖相当于荷载板直径的深度，重新进展实验。对出现的异常应在实验记录表中注明。n 实验结果计算及制图实验结果计算及制图 n1、根据实验结果绘出荷载强度与下沉量关系曲线，见图1。 实验结果计算及制图实验结果计算及制图n2、从荷载强度与下沉量关系曲线得出下沉量基准值时的荷载强度，并按下式计算出地基系数：n K30=s/SS n

29、 式中：n K30 由直径30cm的荷载板测得的地基系数 MPa/m，计算取整数。n s -S曲线中Ss =1.2510-3m相对应的荷载强度(MPa)。n Ss 下沉量基准值=1.2510-3m计算实例该地基部分是基床底层，碎石类土及粗砾土，K30要求达到150Mpa/m加载顺序荷载强度（Mpa）油压表读数下沉量S(mm)（百分表读数）表1表2平均值预压0.010.25复位0.000.0010.041.7800.020.0120.083.830.100.200.1530.125.880.470.350.4140.167.930.750.700.7350.209.970.980.930.966

30、0.2412.021.251.181.2270.2814.071.521.411.4680.3216.12 该实例当平均值为1.22mm的时候，依据计算式K30=s/SS ，K30=0.24MPa/1.2210-3m=0.24Mpa0.00122m=196Mpa/m，而规范要求只有150Mpa/m，因此该点压实合格。动态变形模量动态变形模量Evd检测检测 nEvd动态平板载荷实验法是采用Evd动态变形模量测试仪来监控检测土体压实目的动态变形模量Evd值的实验方法。n适用范围：n 铁路、公路、机场、城市交通、港口码头、工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。Evd Evd 动态变动态变形模量形模量测试仪测试仪湘桂铁路扩改工程Evd检测实例n监理站中心实验室主任相晓娟在做Evd检测实验EvdEvd动态变动态变形模量形模量测试仪测试仪任任务务原理原理n利用落锤从一定高度自在下落利用落锤从一定高度自在下落在阻尼安装上，产生的瞬间冲在阻尼安装上，产生的瞬间冲击荷载，经过阻尼安装及传力击荷载，经过阻尼安装及传力系统传送给直径系统传送给直径300mm300mm的承载板，的承载板，在承载板下面即测试面产在承载板下