动态变形模量Evd的应用

动态变形模量

Evd

简介

主讲人：xx教授级高工xxxx3/8/20231《铁路工程土工试验规程》

（TB10102—2004）标志着动态变形模量术语Evd符号正式在我国铁路规范中采用3/8/20232动态变形模量Evd的定义

动态变形模量Evd（英文：dynamicmodulusofdeformation）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=0.1MPa；

s——实测荷载板下沉幅值（mm）；

1.5——荷载板形状影响系数。实测结果采用公式Evd=22.5/s计算。3/8/20233

Evd动态变形模量测试仪20多年的发展历史3/8/20234

动态变形模量Evd是德国九十年代开始采用的新型路基压实质量标准，从研究开发至今已有近二十年的历史。动态变形模量Evd标准首先应用于道路建设、路面垫层、管道和电缆沟槽、渠道、基础回填等工程。1997年2月德国颁布执行的《德国铁路建设轻型落锤仪使用规定》（NGT39）标志着动态变形模量Evd标准开始在铁路工程中正式采用。关于国外Evd发展情况的说明：3/8/20235

动态变形模量Evd

标准的最大特点是能够反映列车在高速运行时产生的动应力对路基的真实作用状况。1999年12月20日颁布执行的德国铁路规范DS836.0501中，按路基结构形式、设计速度、填土种类、工程部位的不同，明确规定了各种情况下的动态变形模量Evd的设计标准值，其中，设计速度300km/h的高速铁路路基基床表层的Evd设计标准为50MPa。关于国外Evd发展情况的说明：3/8/202363/8/202373/8/202383/8/202393/8/2023103/6/202311国际上广泛采采用的是德国HMP公司生产的LFG型Evd动态变形模量量测试仪，亦称“轻型型落锤仪”（（LFG是“轻型落锤锤仪”的德文文缩写），该该仪器从开发发应用至今己己有20多年的历史，，仪器的性能能、质量、功功能以及软件件已相当完善善，居国际领领先地位。德国LFG型Evd动态变形模量量测试仪在我国有20多台已用于秦沈客运专线线、新长线、宁启线、渝怀线、xx高速铁路昆山山试验段、胶济线、武九线、郑徐线、滨洲线、浙赣线、宜万线、津浦线、大秦线等新线和既有有线的建设与与改造中。关于国外Evd发展情况的说说明：3/6/202312关于国内Evd研究情况的的说明：1999年铁道部立立项的科技技研究开发发计划项目目“秦沈客客运专线路路基关键技技术研究（（D）——施工质量监监控测试仪仪器的研制制（合同编编号99G13）”由石家庄铁道道学院、铁道建筑研研究设计院院、铁道部科学学研究院三家分别研研制出三套套不同的路路基施工质质量检测仪仪器样机：：3/6/202313关于国内Evd研究情况的的说明：石家庄铁道道学院——路基施工质质量监控仪仪铁道建筑研研究设计院院——动态变形模模量测试仪仪铁道部科学学研究院——路基动刚度度仪3/6/202314关于国内Evd研究情况的说明：：经过了3年的研究，作为科科研课题，于2002年3月通过了铁道部科科技成果鉴定。三三台样机从设计原原理、测试参数和和结构构造上都截截然不同：3/6/202315关于国内Evd研究情况的说明：：石家庄铁道学院——路基施工质量监控控仪——检测的是波速VR；铁道建筑研究设计计院——动态变形模量测试试仪——检测的是动态变形形模量Evd，原理与德国的LFG型Evd动态变形模量测试试仪相同；3/6/202316关于国内Evd研究情况的说明：：铁道部科学研究院院——路基动刚度仪——名义上检测的是动动刚度，但实际上上的测试参数的定定义和符号均没有有明确提出，外型型上虽然与动态变变形模量测试仪相相似，而实际上设设计原理有本质的的区别。它只是简简单地把动应力和和动位移的比值作作为它的检测参数数，但按该样机实实际测出的动应力力并不是真实的动动应力和动位移。。3/6/202317关于国内Evd研究情况况的说明明：目前，三三台样机机均还没没有国产产化产品品，其原原因是：：石家庄铁铁道学院院研制的路路基施工工质量监监控仪所所测的波波速VR、铁道部科科学研究究院研制的路路基动刚刚度仪所所测的动动刚度参参数和试试验方法法均没有有纳入规规程、规规范，还还有待于于进一步步研究。。铁道建筑筑研究设设计院研制的动动态变形形模量测测试仪由由于元器器件的精精度、制制造工艺艺水平及及标定手手段所限限，目前前还不具具备产品品化条件件。3/6/202318Evd检测设备备Evd动态变形形模量测测试仪3/6/202319Evd动态变形形模量测测试仪用途：监控检测测土体承承载力指指标——动态变形形模量Evd和地基系系数K30。适用范围围：铁路、公公路、机机场、城城市交通通、港口口码头、、工业与与民用建建筑的地地基施工工质量监监控测试试。3/6/202320特点体积小小、重重量轻轻、便便于携携带安装及及拆卸卸方便便、操操作简简便自动化化程度度高、、测试试速度度快性能稳稳定、、测试试精度度高检测费费用低低适应范范围广广环保型型，无无核辐辐射、、废气气等污污染动载测测试符符合土土体实实际受受力状状况Evd动态变变形模模量测测试仪仪3/6/202321主要结结构组组成加载装装置①挂（脱脱）钩钩装置置(带水准准泡)②导向杆杆③落锤④阻尼装装置荷载板板①圆形钢钢板②传感器器沉陷测测定仪仪(存储、、与电电脑连连接)打印机机Evd动态变变形模模量测测试仪仪3/6/202322Evd动态变形模模量测试仪仪基本原理利用落锤从从一定高度度自由下落落在阻尼装装置上，产产生的瞬间间冲击荷载载，通过阻阻尼装置及及传力系统统传递给直直径300mm的承载板，，在承载板板下面（即即测试面））产生的动动应力，使使承载板发发生沉陷s—即承载板振振动的振幅幅，由沉陷陷测定仪采采集记录下下来。沉陷陷值s越大，则被被测点的承承载力越小小；反之，，越大。3/6/202323Evd试验前的准准备平整测试面面放置荷载板板加载装置在在荷载板上上就位用测量电缆缆将沉陷测测定仪与荷荷载板连接接松开搬运锁锁3/6/202324Evd试验步骤打开沉陷测定仪仪电源使导向杆保持垂垂直进行三次预冲击击连续三次冲击测测试显示三次测试的的沉陷值S1、S2、S3显示三次平均沉沉陷值Sm和动态变形模量量值Evd储存并打印测试试结果3/6/202325Evd测试演示3/6/202326Evd动态变形模量量测试仪标定德国道路建设设岩土测试工工程规范(TBBF-StBPartB8.3)1997年颁布授权的的测试标定机机构出厂前标定每年标定一次次修理后标定使用者每三个月校验验标定记录中中的落锤落距距3/6/202327Evd相关规范国内1、《铁路工程土工工试验规程》(TB10102-2004)2、《铁路路基工程程施工质量验验收标准》（TB10414-2003，J285-2004）3、《xx高速铁路设计计暂行规定》（2004修订版）4、《xx高速铁路路基基施工暂行规规定》（2004在编）5、《xx高速铁路路基基工程施工质质量验收暂行行标准》（2004在编）6、《铁路工程质量量检测技术手手册》（2004在编）国外《德国铁路建设设轻型落锤仪仪使用规定》（NGT39）《德国道路建设设土方工程补补充合同技术术条款和规定定》（ZTVE-StB94)《德国土方工程程基层补充合合同技术条款款》（ZTVE-StB95)《德国交通行业业开挖工程补补充合同技术术条款和规定定》（ZTVE-StB97)3/6/202328Evd与K30的相关性试验结果果(相关系数）现场室室内细粒土:0.9260.967粗粒土:0.9130.926碎石土:0.9150.946级配碎石:0.9150.9473/6/202329Evd与K30的相关关系式细粒土:K30=3.45Evd+0.1粗粒土:K30=3.33Evd+6.09碎石土:K30=3.10Evd+14.3级配碎石:K30=3.49Evd+14.4摘自《铁路工程土工试验验规程》（TB10102-2004）3/6/202330《xx高速铁路设计暂行行规定》Evd的相关规定表4.2.2-1级配碎石基床表层层的压实标准填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配碎石0.7≥190≥55＜18%路堤级配碎石0.55≥190≥55＜18%当为软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.15≥130≥45注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时时检测，均必须满满足压实标准。3/6/202331填料厚度（m）压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配砂砾石0.7≥190≥55＜18%表4.2.2-3级配砂砾石基床床表层的压实标标准《xx高速铁路设计暂暂行规定》Evd的相关规定注：基床表层的的K30、Evd、n三项指标要求同同时检测，均必必须满足压实标标准。3/6/202332过渡段级配碎石石填筑标准：K30≥150MPa/mEvd≥50MPan＜28%《xx高速铁路设计暂暂行规定》Evd的相关规定3/6/202333Evd主要应应用于于以下下两个个方面面：一、铁铁路新新线建建设、、既有有线提提速改改造建建设依据《铁路工工程土土工试试验规规程》（TB10102-2004）、

（TB10414-2003，J285-2004）

将“Evd动态平板载荷试验”作为“K30平板载荷试验”的快速试验方法，根据Evd与K30的相关关系式，由Evd测试值推算出K30值。3/6/202334Evd主要应应用于于以下下两个个方面面：二、高高速客客运专专线铁铁路建建设依据《xx高速铁铁路设设计暂暂行规规定》《xx高速铁铁路路路基施施工暂暂行规规定》《xx高速铁铁路路路基工工程施施工质质量验验收暂暂行标标准》可将通通过““Evd动态平平板载载荷试试验””取得得的动动态变变形模模量Evd值直接用用于评评判路路基的的压实实质量量。3/6/202335Evd在既有有铁路路提速速改建建中的的应用用特点点胶济线线、郑郑徐线线、武武九线线、浙浙赣线线的应应用表表明：：时间优优势——检测速速度快快既有线线在不不间断断运营营的情情况下下，行行车密密度大大，K30检测一一点需需要30——60分钟，，而Evd只需要要2—3分钟。。仪器优优势——小型、、便携携既有线线道碴碴已存存在，，检测测Evd只需扒扒开直直径30cm的面积积即可可，而而K30基准杆杆还需需要较较大的的地方方、加加载装装置也也需要要较大大的空空间。。经济优势——检测费用低低Evd检测中不需需要额外的的大吨位加加载装置，，避免了台台班费用，，操作只需需一个人即即可，减少少了人工费费用。安全优势——易于快速撤撤离既有线在不不间断运营营的情况下下，行车密密度大，Evd仪器重量轻轻，一个人人就可以提提起并快速速撤离。3/6/202336LFG型Evd在我国铁路路中的应用用既有线提速速改建（胶济线、郑郑徐线、武武九线、浙浙赣线、呼准线、滨滨洲线、津津浦线、大大秦线）新建高速铁铁路（xx高速昆山试试验段）新建客运专专线（秦沈客运专专线）新建普速铁铁路（新长线、宁宁启线、渝渝怀线、宜宜万线、烟烟大线）3/6/202337xx高速昆山试试验段路路基3/6/202338xx高速昆山试验段段

涵洞—路基过渡段3/6/2023392004立项、2005开工9条客运专线铁路工工程武广、郑西、石石太京津、合宁、合合武温福、福厦、甬甬温规定