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          動態彈性模量測試儀(Evd)——路基填方工程質量快速檢測法

          時間:2020-3-19    查看次數:978

          動態彈性模量測試儀(Evd)

          ——路基填方工程質量快速檢測法







          概述



                 填方路基工程所用的材料主要是巖土類材料,主要包括碎石、砂質土、黏質土以及水泥穩定土等材料,具有天然性、多樣性、復雜性等特質。其中,材料的變形特性決定了其沉降特性,對于高速鐵路、高速公路這樣的長、大工程顯得尤為重要。有研究就曾指出:如果每層覆蓋層的平均剛度的不均勻性只減少25%,路面的壽命就會延長1倍??梢?,保證填筑材料的變形特性的均勻性,對提高道路的耐久性具有極其重要的意義。如圖一(a)是某混凝土路面的破損,圖一(b)是某瀝青路面裂開的實例照片



                                      

          如圖一(a)是某混凝土路面的破損                                               圖一(b)是某瀝青路面裂開的實例照片


                 現階段我國路基施工技術規范中,現場路基填方工程質量的測試方法主要有承載板法、彎沉法、加州比(CBR)法、落錘彎沉儀(FWD)法、挖坑灌砂法等,近年來,以動態彈性模量測試儀(Evd)為代表的動荷載測試方法開始推廣應用。如下圖:


                                             

                   承載板法                                                                     彎沉法


                                         

               加州比(CBR)法                                                       落錘彎沉儀(FWD)法


                                        

                                                            挖坑灌砂法                                                              動態彈性模量測試儀


          表1對部分國家的交通和鐵道系統對路基施工的主要檢測項目進行了收集和對比:

                                                                                     表1  國內外路基施工質量檢測項目



          可以看出路基壓實質量檢測指標大致可以分為三類:

          (1)物理指標
          包括壓實系數,相對密度、孔隙率和含氣率等。其中,壓實度使用歷史最老、在所有調查的國家、行業均使用。
          (2)強度(承載力)指標
          主要為CBR(加州承載比)試驗,分為室內CBR和現場CBR,以美、日為中心使用。在我國的交通行業,也部分使用室內CBR。
          (3)變形指標
          變形指標指基床系數K30或變形模量(Ev2,Evd等)。貝克曼彎沉也可以認為是變形指標的一種??梢钥闯?,各國都采用一定的方法以保證路基的變形特性。其中,歐美各國通常采用Evd,Ev2等動、靜荷載試驗相結合的方法,而日本則采用K30,Evd,Ev2等變形測試方法。交通行業則以貝克曼彎沉為主,目前正逐步推廣FBT。





          動態變形模(Evd)




                 路基實際承受的荷載不僅僅有靜荷載,還有車輛運行時對路基產生的動荷載,尤其是高速鐵路動荷載產生的沖擊力對路基的影響更為明顯。動態變形模量試驗是采用動態變形模量測試儀來監控土體承載力指標(動態變形模量)的試驗方法;該法操作簡便、自動化程度高,測試速度快,便于現場施工質量及時監控,適用于粒徑不大于荷載板直徑1/4的各類土和土石混合填料,測試有效深度范圍為400500mm,Evd測試范圍10225MPa

          01

          儀器設備

          動態變形模量測試儀主要由加載裝置、承載板和沉陷測定儀組成,如下圖所示。

          該款儀器為德國Zorn公司生產的手持式動態變形模量測試儀。


                 主要用于道路施工中檢查機床、基底土以及礫石基層,是一種快速的估價動態變形模量Evd(單位MPa)的方法。動態變形模量是反映散骨料或再生料、回填料、級配碎石、石灰土組成的機床、基底土、礫石基層及地基承載能力的一個指標。該儀器尤其適用于最大直徑小于63mm的粗粒料和混合級配料的試驗。點有:

          • 此儀器一個人完成操作

          • 無需平衡物

          • 簡易的菜單指導

          • 適用于深溝

          • 即時顯示變形模量

          • 土壤壓實度評估的s/v比率

          • 優良的液晶顯示屏

          • 帶有速充電器的大容量蓄電池

          • GPS協調UTM  Gauss-Krueger 的版面

          • 防水的電子箱


          整套設備包含:

          • ZORN軟件提供數據分析與測試報告編輯,創建個人用戶的配置文件,把GPS數據連接到Google 地圖上,SD卡用于數據傳輸到電腦上

          • 300毫米加載板和10公斤裝載設備,變形模量測量范圍:15-70MN/m2,大測量深度:600mm

          • 熱敏打印機進行現場編輯測試報告包括沉降圖


            


          02

          成果整理

          按照各向同性半空間彈性理論,動態變形模量E(MPa)按下列公式計算:

          式中,α---承載板形狀影響系數;

          r----圓形剛性荷載板半徑mm;

          σ---承載板下的最大動應力,MPa;

          S---實測承載板下的沉幅值,mm。


           若固定最大沖擊力為7.07MPa且沖擊時間18ms時,標定得到的半徑為150m的圓形剛性承載板下的最大動應力為0.10MPa。因此,Evd測試結果可采用以下簡化公式計算:

          Evd=22.5/S

          由上式可見,路基碾壓越密實,實測承載板下的沉幅值越小,動態變形模量Evd就越高;反之,動態變形模量Evd就越低。


          (是不是還不夠盡興呢)

          如需了解更多有關德國Zorn公司的手持式動態變形模量測試儀請聯系瑞科(廣州)儀器科技有限公司。

           聯系電話:13600054403  高先生

                    郵箱地址:tommy@hoptecchina.com

               公司網址:www.shmfcl.com

          公司地址:廣東省廣州市海珠區疊景路249號合生廣場E棟1808室



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