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1、地基系數K30前言:幾十年來,我國鐵路路基的設計和施工質量控制標準主要是采用壓實系數、相對密度及孔隙率等壓實度參數。雖然以這些指標作為路基填筑質量檢測標準,對路基填土具有檢測方便、結果直觀等優(yōu)點,但是這些物理參數僅能間接反映填筑土層的力學性能。在某些情況下,如當取用較差的C類土時,即使路基填土達到設計的壓實度,但其強度指標仍然較低,不能滿足路基的要求。所以,對于高速鐵路或其它對強度及變形指標要求嚴格的路基,不能只用壓實度參數監(jiān)控路基填筑壓實質量。為了保證路基填土的強度及變形指標作為路基填筑質量控
2、制標準,引入如地基系數K30指標、加州承載比CBR,Evd動態(tài)變形模量等。1.概念:作為秦沈客運專線路基施工質量控制的重要指標——地基系數K30,在我國鐵路建設史上是第一次正式作為路基質量控制指標應用,該檢測方法是從日本引進而來的.所謂K30方法式用直徑為30cm的承壓板做載荷試驗,通過逐級加載得到逐級加載下的沉降量,K30值大小一般是相應與沉降量為0.125cm時的單位荷載,表達式為:通過K30平板荷載試驗檢測地基系數K30值,是評價路基是否有足夠的強度和抗變形能力的重要手段,也是確定路基容許
3、承載力的現行測試方法。2.物理意義K30值是指地基產生0.125cm沉降量需要施加的壓力強度值。當K30值大時,說明地基剛度大,當K30值小,則表示地基剛度小。K30值是一個能反映路基強度與變形參數的承載力指標。因此采用地基系數K30作為路基壓實度的控制指標確有其必要性。3.K30平板荷載試驗K30平板荷載試驗是在平整好的壓實表面安放直徑為30cm的圓形承壓板,再安裝好千斤頂、測力儀、百分表,然后施加預壓荷載,檢測反映路基強度與變形參數的承載力指標的試驗方法。K30平板載荷試驗適用于粒徑不大于荷
4、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400~500mm。儀器適用于粗、細粒土和土填壓實后的路基、基層等的地基系數的測試,也可以用于計算均勻地基土的變形模量。K-30型平板載荷測試儀主要技術參數:1.荷載板直徑:300mm2.千斤頂加載能力范圍:0~30T3.千斤頂行程:120mm4.測橋跨度:3000mm5.手動測泵額定壓力:70Mpa6.壓力測試范圍:0~40Mpa7.位移測試范圍:0~10mm加載試驗:1)為穩(wěn)固荷載板,預先加0.01MPa荷載約30s,待穩(wěn)定
5、后卸除荷載,將百分表讀數調至零或讀取百分表讀數作為下沉量的起始讀數。2)以0.04MPa的增量,逐級加載。每增加一級荷載,當1min的沉降量不大于該級荷載產生的沉降量的1%時,讀取荷載強度和下沉量讀數,然后增加下一級荷載。3)當總下沉量超過規(guī)定的基準值(1.25mm),或者荷載強度超過估計的現場實際最大接觸壓力,或者達到地基的屈服點,試驗即可終止。(具體試驗方法可參考《鐵路工程土工試驗規(guī)程》(TB10102-2004))路基K30檢測4.K30的適用性分析由于K30的荷載板直徑只有300mm,因
6、此對所填路基土的顆粒粒徑和級配有一定的限值,否則顆粒粒徑過大,級配不均勻,K30的測試結果就會帶來較大的誤差,難以真實反映路基的壓實情況。因此,K30作為一種檢測方法并不是什么樣的路基條件都是可以適用的,僅適用于均勻地基土(如粗、細粒土)地基系數K30的檢測,對于拌和較均勻的級配碎石也是符合測試要求的,而對于顆粒不均勻的碎石土,其K30檢測就難以得出準確可靠的測試結果,甚至會導致對實際施工質量作出錯誤的判斷。5.K30影響因素分析研究對K30測試值大小的影響因素很多,包括填料的性質、級配、壓實系
7、數K、含水量W、碾壓工藝、最大干密度、最佳含水量、試驗操作方法及測試面平整度等。各因素對K30測試值的影響做以下分析。5.1填料因素對K30測試值的影響不同的填料由于顆粒級配組成有較大的差異,決定了最大干密度和最佳含水量差別很大,因而不同的填料其K30測試值就有較大的差別。砂粘土的K30值為120~140MPa/m,礫砂及中砂土其K30值為120~200MPa/m,級配碎石其K30值為190~240MPa/m,因而選用顆粒級配良好的填料是提高K30測試結果關鍵的內在因素。5.2施工工藝對K30測
8、試結果的影響施工工藝是決定K30測試結果大小的主要因素K30測試值隨碾壓遍數的增加而增大。5.3含水量對K30測試結果的影響一般來說,控制在最佳含水量附近施工,路基壓實系數較高,路基質量好,基床表面剛度較大,K30測試結果較高。但是由于受季節(jié)及天氣氣溫變化的影響,其水分的蒸發(fā)程度不同,含水量差別較大,因而含水量為一變量。實踐證明,碾壓完畢后,路基含水量大時,K30測試結果就小;含水量小時,K30測試結果就高。由于擊實土處于不飽和狀態(tài),含水量對其力學性質的影響很大,這就造成K30測試結果因含水量變