路基動(dòng)態(tài)平板載荷試驗(yàn)檢測(cè)基本方法

1、路基動(dòng)態(tài)平板載荷實(shí)驗(yàn)檢測(cè)措施提要本文簡(jiǎn)介了動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀日勺工作原理，通過(guò)動(dòng)態(tài)平板載荷實(shí) 驗(yàn)對(duì)土體動(dòng)力特性進(jìn)行研究，來(lái)檢測(cè)和判斷路基日勺質(zhì)量。一、概述路基日勺施工質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)工程日勺質(zhì)量、進(jìn)度和行車(chē)安全，科學(xué)、 合理日勺監(jiān)控測(cè)試措施則是保證路基施工日勺重要措施。在路基工程施工 中，土體壓實(shí)是一種最基本日勺問(wèn)題，但僅僅用密實(shí)度指標(biāo)來(lái)檢測(cè)和判 斷路基日勺質(zhì)量有其局限性。由于路基填土日勺施工措施不同，含水量日勺 差別和擊實(shí)原則日勺差別，相似密實(shí)度日勺土體其力學(xué)性能指標(biāo)有較大日勺 差別。因此，在檢測(cè)密實(shí)度日勺基本上，將強(qiáng)度及變形指標(biāo)作為反映路 基承載力日勺壓實(shí)原則，是國(guó)內(nèi)外路基施工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)日

2、勺發(fā)展方向。 老式日勺強(qiáng)度及變形參數(shù)指標(biāo)通過(guò)靜態(tài)平板載荷實(shí)驗(yàn)測(cè)得，即檢測(cè)地基 系數(shù)K30，而路基實(shí)際承受日勺荷載不僅有靜荷載，尚有汽車(chē)運(yùn)營(yíng)時(shí)對(duì) 路基產(chǎn)生日勺動(dòng)荷載。特別是高速公路，動(dòng)荷載產(chǎn)生日勺沖擊力對(duì)路基日勺 影響更為明顯，也就是說(shuō)，路基日勺穩(wěn)定性和變形問(wèn)題重要是由于動(dòng)荷 載引起日勺，因此，采用模擬汽車(chē)運(yùn)營(yíng)時(shí)產(chǎn)生日勺動(dòng)應(yīng)力及動(dòng)應(yīng)變指標(biāo)作 為路基日勺填筑質(zhì)量檢測(cè)原則將更科學(xué)合理、更符合實(shí)際狀況。在鐵路 建筑行業(yè)，已經(jīng)研制出了 DBM型動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀，它重要用于 測(cè)試土體日勺承載力指標(biāo)動(dòng)態(tài)變形模量Evd和地基系數(shù)K30。動(dòng)態(tài) 變形模量檢測(cè)措施也已納入鐵道部行業(yè)原則鐵路工程土工實(shí)驗(yàn)規(guī) 程。但在

3、公路建設(shè)中，這項(xiàng)研究才剛開(kāi)始。二、動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀日勺工作原理動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀重要由落錘儀和沉陷測(cè)定儀構(gòu)成，如圖1所 示，落錘儀涉及：脫鉤裝置、落錘、導(dǎo)向桿、阻尼裝置、承載板等， 沉陷測(cè)定儀重要涉及傳感器、放大器、數(shù)據(jù)解決器、打印機(jī)和電源。動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀日勺工作原理是：采用一定質(zhì)量日勺落錘，從一定 高度自由落下，通過(guò)阻尼裝置、承載板，對(duì)路基產(chǎn)生瞬間沖擊，使路 基產(chǎn)生沉陷。也就是采用一定質(zhì)量日勺落錘，從一定高度自由落下，模 擬汽車(chē)運(yùn)營(yíng)時(shí)對(duì)路基產(chǎn)生日勺動(dòng)荷載效應(yīng)沖擊路基，在沖擊能相似日勺條 件下，測(cè)試路基日勺垂直變形值，以此計(jì)算路基日勺動(dòng)態(tài)變形模量Evd 指標(biāo)。從理論上講，路基碾壓越密實(shí)，

4、沉陷值越小，路基日勺動(dòng)態(tài)變形 模量Evd值越高；反之，路基日勺Evd值越低。根據(jù)平板壓力公式， 動(dòng)態(tài)變形模量可按下式計(jì)算：式中：1.5承載板形狀影響系數(shù)；r承載板日勺半徑，這里為150mm；。一路基最大動(dòng)應(yīng)力；s承載板日勺沉陷值（mm）。此公式表達(dá)按照彈性各向同性半空間理論，并假定橫向變形系數(shù)u =0.21時(shí)，圓形剛性板在豎向集中荷載作用下日勺地面沉陷。根據(jù)公式計(jì)算日勺動(dòng)態(tài)變形模量值即代表被測(cè)點(diǎn)日勺承載力。沖擊力（動(dòng)應(yīng)力）由落錘日勺落高和阻尼裝置控制，它日勺大小及延時(shí)時(shí)間要符 合汽車(chē)高速運(yùn)營(yíng)時(shí)對(duì)路基產(chǎn)生日勺沖擊力，“暫規(guī)”中規(guī)定，路基最大 設(shè)計(jì)動(dòng)應(yīng)力為0.1MPa。路基在動(dòng)應(yīng)力作用下，產(chǎn)生日勺

5、沉陷值，即路 基產(chǎn)生日勺垂直變形值由沉陷測(cè)定儀測(cè)得。沉陷測(cè)定儀日勺工作原理是： 落錘自由落下對(duì)路基產(chǎn)生日勺震動(dòng)信號(hào)經(jīng)傳感器、放大器、低通濾波器、 采樣保持器輸入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D轉(zhuǎn)換器）進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再由 單片微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)解決，最后由液晶顯示屏（LCD）顯示和打印機(jī)打 印測(cè)試成果。動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀日勺測(cè)試深度，即落錘自由下落對(duì)路基產(chǎn)生日勺沖 擊影響深度，也是該測(cè)試儀日勺重要技術(shù)指標(biāo)和研究?jī)?nèi)容之一。落錘日勺 質(zhì)量與落高是決定沖擊影響深度日勺重要因素，落高一定期，落錘越重， 影響土體日勺深度越深，反之則越淺。但對(duì)于便攜式測(cè)試儀來(lái)說(shuō)，落錘 太重，不便于攜帶。因此在研制時(shí)，采用直徑為30cm日勺

6、承載板,10kg 日勺落錘。落錘從一定高度自由落下，通過(guò)阻尼裝置、承載板對(duì)路基產(chǎn) 生沖擊，再通過(guò)在土體中不同深度處分層埋設(shè)壓力盒日勺實(shí)驗(yàn)措施，測(cè) 試沿土層深度方向錘擊能量衰減日勺限度，來(lái)擬定沖擊影響深度。根據(jù) 測(cè)試數(shù)據(jù)分析，錘擊能量日勺大部分（約70% ）消耗在40cm厚日勺土層 內(nèi)。因此可以得出落錘沖擊路基日勺影響深度為4050cm，滿(mǎn)足路基 施工中每層填土碾壓后30cm后日勺分層檢測(cè)規(guī)定。用動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀檢測(cè)路基日勺承載力，與動(dòng)力觸探法檢測(cè)路基 日勺承載力相比，它們?nèi)丈紫嗨浦幨牵核鼈兌际遣捎靡欢ㄙ|(zhì)量日勺落錘， 以一定高度自由落下。但兩者日勺檢測(cè)原理和檢測(cè)措施完全不同：動(dòng)力 觸探設(shè)備簡(jiǎn)樸，操作以便，檢測(cè)速度快，但影響檢測(cè)成果日勺因素較多， 如探桿側(cè)壁摩擦阻力日勺影響、地下水日勺影響、探桿日勺連結(jié)剛度等，是 一種較為粗略日勺定性措施；而動(dòng)態(tài)變形模量日勺檢測(cè)措施是采用電子技 術(shù)獲得路基填筑信息或數(shù)據(jù)日勺一種先進(jìn)日勺檢測(cè)措施，可直接測(cè)得路基 在動(dòng)荷載作用下所發(fā)生日勺力和變形日勺參數(shù)，即動(dòng)態(tài)變形模量。三、動(dòng)態(tài)平板載荷實(shí)驗(yàn)儀日勺重要技術(shù)性能參數(shù)及合用范疇1、測(cè)試范疇滿(mǎn)足:10MPaWEVdW125MPa；2、測(cè)試深度范疇：400500mm；3、測(cè)試