2023学年完整公开课版Ev2试验

知识点2：变形模量Ev2检测技术《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2010）

任务三高速铁路路基工程施工阶段的检测一.试验适用范围

变形模量EV2试验在铁路路基填筑施工质量检测中，采用直经为300mm的承载板，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，测试有效深度约为承载板直经的1.5倍。二．试验仪器设备PDG-SD型PDG-K型

变形模量EV2测试仪器应包括承载板、加载装置、反力装置、荷载测量装置及沉降测量装置等。加载反力装置

平板载荷试验的加载反力装置是必不可少的,它提供的反力至少要大于检测中必须达到的最大荷载10kN以上。载重机动车,压路机及适当固定的重物都可作为加载反力装置。承载板承载板使用S355J0型钢制成。加工中对光洁度和粗糙度偏差要求符合规定。承载板的直径必须为300mm，厚度为25mm。

加载装置

加载装置是由一根至少2m长的高压软管将液压泵和液压缸连接而成的，并以此来实现对承载板的加载和卸载。为了使力的传递准确无误，液压缸必须两边固定，以防倾斜和翻倒。它的上升高度至少要能达到150mm。测试仪检测时的高度不得大于600mm，为了调整与加载反力装置的距离，有时须附加一个延长装置，这一装置至少可以使液压缸达到1000mm。加载装置延长部分要保证其抗压弯曲强度。

测力装置

承载板与液压缸之间设有一个机械或电子的力传感器。测力装置对每次加载测试所得到的数据误差范围最高不得超过1%。压力显示值：对于直径300mm的承载板精度至少要求达到0.001MN/m2。力显示值的精度必须与要求的压力显示值的精度一致。要求适应的工作环境温度范围为0℃—40℃。位移测试装置

a）按照秤杆原理设计的可旋转的测量臂；位移测试时要考虑杠杆的比例hP:hM。图带触点的位移测试装置图例位移测试装置

b）单轴可伸缩移动的测量臂;位移测试比例为1:1。图带触点的位移测试装置图例（1）测试准备场地测试区域应进行平整，并使用毛刷扫去松土。当处于斜坡上时，应将承载板支撑面做成水平面。准备一个与承载板面积大小相适应的测试区域。借助工具（钢尺、抹刀或通过推移和转动承载板）尽可能地将测试区域整平，清除地面上的杂物。三．试验检测方法（2）安置二次变形模量测试仪1）将承载板放置于测试区域，应使承载板与地面完全接触，必要时可铺设一层2～3mm干燥标准均粒砂，同时利用承载板上水准泡或水准仪来调整承载板水平。左右转动承载板并轻轻击打顶面，使其与地面完全接触，方可进行测试。2）将反力装置承载部分安置于承载板上方，并加以制动。反力装置的支撑点与承载板外缘距离不得小于1m。3）将千斤顶放置于反力装置下面的承载板上，利用加长杆和调节丝杆，使千斤顶顶端球铰座紧贴在反力装置承载部位上，组装时应保持千斤顶垂直，不出现倾斜。4）安置测桥时应将沉降测量装置的触点自由地放入承载板上测量孔的中心位置，沉降测表应与测试区域垂直。承载板外缘与反力装置支撑点的距离不得小于0.75m，测桥支撑座与反力装置支撑点的距离不的小于1.25m。试验过程中测桥和反力装置不得晃动。沉降测量装置应有遮阳挡风设施。（3）预加载预加0.01MPa荷载约30s后，卸除荷载，将沉降测表读数调零。（4）加载与卸载加载与卸载应符合下列要求：1）试验第一次加载应至少分6级，并以相等的荷载增量（0.08MPa）逐级加载，达到最大荷载为0.5MPa或沉降量达到5mm后再进行卸载。当沉降量达到5mm且该级荷载小于0.5MPa时，该级荷载视为最大荷载。2）卸载时，应按最大荷载的50%、25%和0三级进行。3）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，直至第一次所加最大荷载的倒数第二数。4）每级加载或卸载过程应在1min内完成。5）加载和卸载时，每级荷载的保持时间应为2min，荷载应保持恒定。6）试验中施加了比预定荷载大的荷载时，应保持该荷载，并将其记录在试验记录表中7）试验过程中出现承载板严重倾斜，以至承载板水准泡上的气泡不能与圆圈标志重合或承载板过沉及量测数据出现异常等情况时，应查明原因，另选点进行试验，并在试验记录表中注明。（5）承载板中心沉降量承载板中心沉降量S应按下式计算：

—沉降测表读数（mm）；—杠杆比。（6）绘制应力-沉降曲线根据试验结果绘制应力-沉降曲线，如图示。应力-沉降曲线应采用二次方程曲线拟合，不得绘制成折线或其他形式曲线，曲线上应用箭头标明受力方向。变形模量Ev由下式计算：

Ev

=1.5×

r×1/（a1+a2×

σ1max）

式中：Ev

——变形模量，单位：MPa；

r

——承载板半径，单位：mm；σ1max——第一次加载最大应力，单位：MPa。一次加载的变形模量值用Ev1表示，二次加载的变形模量值用Ev2表示。

变形模量是基于一次加载和二次加载应力—位移曲线，通过二次多项式方程计算得到的。

s=a0+a1·σ

+a2·σ2σ——承载板下应力，单位：MPa；s——承载板的位移，单位：mm