知識點2：變形模量Ev2檢測技術《鐵路工程土工試驗規程》（TB10102—2010）

任務三高速鐵路路基工程施工階段的檢測一.試驗適用范圍

變形模量EV2試驗在鐵路路基填筑施工質量檢測中，采用直經為300mm的承載板，適用于粒徑不大于承載板直徑1/4的各類土和土石混合填料，測試有效深度約為承載板直經的1.5倍。二．試驗儀器設備PDG-SD型PDG-K型

變形模量EV2測試儀器應包括承載板、加載裝置、反力裝置、荷載測量裝置及沉降測量裝置等。加載反力裝置

平板載荷試驗的加載反力裝置是必不可少的,它提供的反力至少要大于檢測中必須達到的最大荷載10kN以上。載重機動車,壓路機及適當固定的重物都可作為加載反力裝置。承載板承載板使用S355J0型鋼制成。加工中對光潔度和粗糙度偏差要求符合規定。承載板的直徑必須為300mm，厚度為25mm。

加載裝置

加載裝置是由一根至少2m長的高壓軟管將液壓泵和液壓缸連接而成的，并以此來實現對承載板的加載和卸載。為了使力的傳遞準確無誤，液壓缸必須兩邊固定，以防傾斜和翻倒。它的上升高度至少要能達到150mm。測試儀檢測時的高度不得大于600mm，為了調整與加載反力裝置的距離，有時須附加一個延長裝置，這一裝置至少可以使液壓缸達到1000mm。加載裝置延長部分要保證其抗壓彎曲強度。

測力裝置

承載板與液壓缸之間設有一個機械或電子的力傳感器。測力裝置對每次加載測試所得到的數據誤差范圍最高不得超過1%。壓力顯示值：對于直徑300mm的承載板精度至少要求達到0.001MN/m2。力顯示值的精度必須與要求的壓力顯示值的精度一致。要求適應的工作環境溫度范圍為0℃—40℃。位移測試裝置

a）按照秤桿原理設計的可旋轉的測量臂；位移測試時要考慮杠桿的比例hP:hM。圖帶觸點的位移測試裝置圖例位移測試裝置

b）單軸可伸縮移動的測量臂;位移測試比例為1:1。圖帶觸點的位移測試裝置圖例（1）測試準備場地測試區域應進行平整，并使用毛刷掃去松土。當處于斜坡上時，應將承載板支撐面做成水平面。準備一個與承載板面積大小相適應的測試區域。借助工具（鋼尺、抹刀或通過推移和轉動承載板）盡可能地將測試區域整平，清除地面上的雜物。三．試驗檢測方法（2）安置二次變形模量測試儀1）將承載板放置于測試區域，應使承載板與地面完全接觸，必要時可鋪設一層2～3mm干燥標準均粒砂，同時利用承載板上水準泡或水準儀來調整承載板水平。左右轉動承載板并輕輕擊打頂面，使其與地面完全接觸，方可進行測試。2）將反力裝置承載部分安置于承載板上方，并加以制動。反力裝置的支撐點與承載板外緣距離不得小于1m。3）將千斤頂放置于反力裝置下面的承載板上，利用加長桿和調節絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上，組裝時應保持千斤頂垂直，不出現傾斜。4）安置測橋時應將沉降測量裝置的觸點自由地放入承載板上測量孔的中心位置，沉降測表應與測試區域垂直。承載板外緣與反力裝置支撐點的距離不得小于0.75m，測橋支撐座與反力裝置支撐點的距離不的小于1.25m。試驗過程中測橋和反力裝置不得晃動。沉降測量裝置應有遮陽擋風設施。（3）預加載預加0.01MPa荷載約30s后，卸除荷載，將沉降測表讀數調零。（4）加載與卸載加載與卸載應符合下列要求：1）試驗第一次加載應至少分6級，并以相等的荷載增量（0.08MPa）逐級加載，達到最大荷載為0.5MPa或沉降量達到5mm后再進行卸載。當沉降量達到5mm且該級荷載小于0.5MPa時，該級荷載視為最大荷載。2）卸載時，應按最大荷載的50%、25%和0三級進行。3）卸載后，按照第一次加載的操作步驟，并保持與第一次加載時各級相同的荷載進行第二次加載，直至第一次所加最大荷載的倒數第二數。4）每級加載或卸載過程應在1min內完成。5）加載和卸載時，每級荷載的保持時間應為2min，荷載應保持恒定。6）試驗中施加了比預定荷載大的荷載時，應保持該荷載，并將其記錄在試驗記錄表中7）試驗過程中出現承載板嚴重傾斜，以至承載板水準泡上的氣泡不能與圓圈標志重合或承載板過沉及量測數據出現異常等情況時，應查明原因，另選點進行試驗，并在試驗記錄表中注明。（5）承載板中心沉降量承載板中心沉降量S應按下式計算：

—沉降測表讀數（mm）；—杠桿比。（6）繪制應力-沉降曲線根據試驗結果繪制應力-沉降曲線，如圖示。應力-沉降曲線應采用二次方程曲線擬合，不得繪制成折線或其他形式曲線，曲線上應用箭頭標明受力方向。變形模量Ev由下式計算：

Ev

=1.5×

r×1/（a1+a2×

σ1max）

式中：Ev

——變形模量，單位：MPa；

r

——承載板半徑，單位：mm；σ1max——第一次加載最大應力，單位：MPa。一次加載的變形模量值用Ev1表示，二次加載的變形模量值用Ev2表示。

變形模量是基于一次加載和二次加載應力—位移曲線，通過二次多項式方程計算得到的。

s=a0+a1·σ

+a2·σ2σ——承載板下應力，單位：MPa；s——承載板的位移，單位：mm