本發明專利技術公開了一種用于粗粒土構筑的鐵路路基的地基系數K30試驗方法，包括的步驟有：場地測試面平整、地基系數測試儀安置、加載試驗中的預加載和逐級加載；其特征在于，所述的加載試驗中的逐級加載的具體作法是：以每級荷載的增量為0.04MPa逐級加載，第一級荷載施加完成后的荷載保持時間為2分鐘，從第二級荷載開始，每級荷載加載完成后的荷載保持時間的分鐘數與加載級數相等，且在每級加載的荷載保持時間滿足要求時記錄該級加載的下沉量，直至達到地基系數K30試驗的試驗終止條件時，結束試驗。該方法操作簡單，易于實施，所需試驗時間短，試驗效率高，且其試驗誤差小，能夠保證路基壓實質量的正確判定。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種土工試驗方法，尤其涉及一種鐵路路基壓實質量檢測的地基系數K3tl試驗方法。
技術介紹
合理高效地進行路基壓實質量檢測對保證路基填筑質量、提高施工效率具有重要意義。我國自1985年修建大同-秦皇島重載鐵路中開始引入地基系數K3tl試驗方法，并在隨后的鐵路工程路基填筑壓實檢測中得到廣泛應用。目前，K3tl指標已經成為鐵路路基的主要技術指標之一，并已正式列入《鐵路路基工程質量檢驗評定標準》(ΤΒ10414-2003)、《鐵路路基設計規范》(ΤΒ10001-2005)和《高速鐵路設計規范(試行)》(ΤΒ10621-2009)。我國在該試驗方法引進之初，并沒有出臺相應的試驗規程，鐵基函 164號文件中首次對“ΚΜ承載板試驗裝置的使用及保養”進行了規定和說明，隨后該規定一直沿用近16年。為了統一該試驗方法在多年的實際應用過程中出現的相關問題，在參照日本《公路的平板載荷試驗方法》(JISA1215-1995年修訂版)的基礎上制定了地基系數K3tl試驗方法，并首次正式納入《鐵路土工試驗規程》(ΤΒ10102-2004)，經修訂后在《鐵路土工試驗規程》(ΤΒ10102-2010)中繼續收錄。《鐵路土工試驗規程》(ΤΒ10102-2010)規定的地基系數K3tl試驗方法，其作法是:測試場地面平整、安置地基系數測試儀后，對測試面上直徑為30cm的承載板預加0.04MPa的荷載，30s后卸除荷載，將此時測表讀數的下沉量作為后續第一級加載試驗的起始讀數。然后以0.04MPa為荷載進行第一級加載試驗，再以0.04MPa為荷載增量進行逐級加載試驗，每級加載時，觀測荷載施加完成后承載板每間隔I分鐘的下沉增量，當I分鐘的下沉增量不大于該級荷載的下沉量的I %時，完成該級加載試驗，記錄該級荷載的下沉量并作為下一級加載試驗的初始讀數，然后進行下一級加載試驗。當下沉總量達到1.25mm且加載級數不少于5級時，終止試驗。根據試驗結果`，繪制荷載強度與相應下沉總量的關系曲線，進而確定出下沉量為1.25mm所對應的荷載強度Qs，由公式K3tl= σ s/s計算得到K3tl值，其中s =1.25 X 10 , σ s的單位為MPa，地基系數K3tl值的單位為MPa/m。地基系數K3tl能夠較好反映路基結構抵抗變形的能力，也即能夠較好反映路基的壓實質量?，F行《鐵路土工試驗規程》(TB10102-2010)規范在逐級加載試驗過程中以Imin內的下沉增量不大于該級荷載下沉量的1%作為施加下一級荷載的控制標準(即1%變形穩定控制標準)，其目的在于使得每級荷載作用下的下沉量盡量接近于最終的沉降量，即在該級荷載作用下99%的變形已經完成后再施加下一級荷載，這種相對嚴格的變形穩定控制標準對于真實準確反映土體結構抵抗變形能力，從理論上講是合理的，但作為需在筑路現場進行的路基壓實質量檢測的試驗方法，存在以下不合理之處:1)需在每級荷載施加完成后每間隔Imin記錄下沉增量，并計算下沉增量與該級加載試驗下稱量的百分比是否滿足了 I %變形穩定控制標準，使得試驗過程操作復雜；2)根據《高速鐵路設計規范(試行)》(TB10621-2009)對基床表層K3tl值不小于190MPa/m和基床底層的K3tl值不小于150MPa/m(碎石類及粗碌類)或130MPa/m(砂類土及細碌土)的要求，以及試驗下沉量為1.25mm的限制和每級荷載0.04MPa的荷載增量，換算得到每級荷載作用下的平均下沉量約為0.2 0.3mm ;對于用級配碎石添加3% 5%水泥填筑的過渡段基床結構,現場檢測的K3tl值甚至高達300 400MPa/m,每級荷載作用下的平均沉降變形在0.1 0.15mm之間。兩種情況下對應的1%的變形增量約為0.0Olmm 0.003mm,超過了百分表0.0lmm的測試精度，若使用千分表理論上能夠達到該測試精度要求，但由于千分表的使用環境苛刻，不適用于現場施工環境使用，因而極難判定是否滿足了 I %變形穩定控制要求，導致現場很難嚴格執行該條要求。3)實驗室條件下，嚴格按照現行規范要求進行的K3tl試驗表明:當K3tl值分別為214MPa/m和380MPa/m時，僅每級荷載作用下達到I %變形穩定標準的荷載保持時間總和就分別為53.2min和130min，所需的試驗時間較長，試驗效率低，施工中，需等待檢測試驗完成且檢測指標合格后方能進行后續的路基填筑，停工等待時間長，嚴重影響工程進度。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于粗粒土構筑的鐵路路基的地基系數K3tl試驗方法，該方法操作簡單，易于實施，所需試驗時間短，試驗效率高，且其試驗誤差小，能夠保證路基壓實質量的正確判定。本專利技術實現其專利技術目的所采用的技術方案是:一種用于粗粒土構筑的鐵路路基的地基系數K3tl試驗方法，包括的步驟有:場地測試面平整、地基系數測試儀安置、加載試驗中的預加載和逐級加載；其特征在于，所述的加載試驗中的逐級加載的具體作法是:以每級荷載的增量為0.04MPa逐級加載，第一級荷載施加完成后的荷載保持時間為2分鐘，從第二級荷載開始，每級荷載加載完成后的荷載保持時間的分鐘數與加載級數相等，且在每級加載的荷載保持時間滿足要求時記錄該級加載的下沉量，直至達到地基系數K3tl試驗的試驗終止條件時，結束試驗。本專利技術的粗粒土是指《鐵路路基設計規范》(TB10001-2005)中界定的除砂類土以外的粗粒土，且其相關指標滿足“A組、B組填料”要求的路基填料以及符合《高速鐵路設計規范(試行)》(TB10621-2009)中的“級配碎石”要求的路基填料。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是:一、逐級加載試驗時，無需在每一級加載完成后每隔I分鐘記錄下沉增量，并計算是否滿足了 I %變形穩定控制要求，僅需在每級加載試驗時觀察荷載施加完成后的荷載保持時間是否滿足要求，并在滿足要求時記錄該級荷載的沉降量即可。大大減小試驗中的記錄與計算，操作簡單，易于實施。二、無需計算每分鐘是否滿足了 I %變形穩定控制要求，從而對沉降測試表的精度不要求達到0.001_，使用普通百分表即可滿足試驗要求，適于施工現場使用。三、所需試驗時間短，試驗效率高。實際的試驗驗證證明，本專利技術所需荷載保持總時間僅為現有規范的50%左右。減小了施工中的停工等待時間，加快了工程進度。四、實際的試驗驗證證明，本專利技術的試驗方法得到的K3tl值相對現有規范方法得到的K3tl值偏大約5%左右，該系統誤差低于現有規范方法在施工現場的隨機誤差。因此，本專利技術方法能夠保證路基壓實質量的正確判定。并且本專利技術方法還可通過與現有方法進行系列成對試驗，分析得出相應的校正系數或校正曲線，以消除該系統誤差，進而進一步保證路基壓實質量的正確判斷。下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步的詳細說明。附圖說明圖1為采用本專利技術方法與現有規范方法對粗粒土構筑的路基模型一(壓實系數0.95)進行試驗得到的荷載強度-下沉量曲線。圖2為采用本專利技術方法與現有規范方法對粗粒土構筑的路基模型一(壓實系數0.95)進行試驗時，荷載保持時間與加載試驗級數的關系曲線。圖3為采用本專利技術方法與現有規范方法對粗粒土構筑的路基模型二(壓實系數1.0)進行試驗得到的荷載強度-下沉量曲線。圖4為采用本專利技術方法與現有規本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于粗粒土構筑的鐵路路基的地基系數K30試驗方法，包括的步驟有：場地測試面平整、地基系數測試儀安置、加載試驗中的預加載和逐級加載；其特征在于，所述的加載試驗中的逐級加載的具體作法是：以每級荷載的增量為0.04MPa逐級加載，第一級荷載施加完成后的荷載保持時間為2分鐘，從第二級荷載開始，每級荷載加載完成后的荷載保持時間的分鐘數與加載級數相等，且在每級加載的荷載保持時間滿足要求時記錄該級加載的下沉量，直至達到地基系數K30試驗的試驗終止條件時，結束試驗。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅強，劉鋼，張良，孟偉超，侯振斌，呂文強，陳虎，陳堅，熊勇，孔德惠，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
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