高速鐵路工程路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)的

高速鐵路路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)方法、標(biāo)準(zhǔn)的研究王光輝摘要在高速鐵路設(shè)計(jì)中，路堤填筑壓實(shí)不僅要考慮列車靜荷載的影響，其高速行駛中產(chǎn)生的動(dòng)荷載沖擊力已經(jīng)不容忽視。本文通過采用地基系數(shù)K30、動(dòng)態(tài)變形模量Evd、孔隙率n三種不同檢驗(yàn)方法對(duì)試驗(yàn)段碎石土路堤填筑壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析研究，以期提出高速鐵路路基檢測(cè)合理標(biāo)準(zhǔn)、方法。關(guān)鍵詞檢測(cè)地基系數(shù)孔隙率1.前言為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的飛速發(fā)展，高速鐵路正在籌建和建設(shè)中。根據(jù)高速鐵路建設(shè)的需要，對(duì)路基本體填筑施工和質(zhì)量檢測(cè)也提出了新的要求。路堤壓實(shí)是保證路堤填筑質(zhì)量的關(guān)鍵，使得路基的壓實(shí)面臨著很多新問題，必須對(duì)其施工工藝及質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)做進(jìn)一步的研究和探索。通過采用地基系數(shù)K30、動(dòng)態(tài)變形模量EVD、孔隙率n三種不同檢驗(yàn)方法對(duì)試驗(yàn)段碎石土路堤填筑壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析研究，以期提出高速鐵路路基檢測(cè)合理標(biāo)準(zhǔn)、方法，對(duì)指導(dǎo)下步京滬高速鐵路的施工都具有重要的工程意義。2.碎石土室內(nèi)檢驗(yàn)室內(nèi)物理、力學(xué)指標(biāo)檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目有：最大干密度、最優(yōu)含水量、平均顆粒密度、破碎率、有機(jī)質(zhì)、擊實(shí)前后篩分試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)，其中CBR試驗(yàn)依據(jù)GB50123，其它試驗(yàn)依據(jù)鐵路標(biāo)準(zhǔn)。共進(jìn)行14組的碎石土室內(nèi)試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果及分析如下。2.1擊實(shí)前后篩分試驗(yàn)通過擊實(shí)前后篩分試驗(yàn)，主要是模擬填料經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)碾壓前后的顆粒變化的情況，預(yù)測(cè)碎石土經(jīng)碾壓后的級(jí)配狀況。擊實(shí)前后級(jí)配曲線圖見圖1、圖2，級(jí)配狀況見表1。從級(jí)配曲線和不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)可以看出：(1)經(jīng)擊實(shí)后，顆?？傮w向級(jí)配良好方向發(fā)展，少部分（如8、9、11、12）由于0.25～5mm顆粒較少，級(jí)配反而變差。(2)填料擊實(shí)前不均勻系數(shù)Cu在11.2～221.4之間、曲率系數(shù)Cc在1.29～32.0之間；擊實(shí)后不均勻系數(shù)Cu在106.7～3600之間、曲率系數(shù)Cc在0.08～5.0之間，加之粗顆粒含量差異較大，擊實(shí)前大于5mm顆粒含量P5在55.4～85.4％之間，擊實(shí)后在36.0～69.0％之間，反映出填料顆粒級(jí)配的相對(duì)不均勻。擊實(shí)前后級(jí)配狀況表表1肝序究今祥號(hào)樹1筋2樓3份4奶5擺6樂7頭Cu饒擊實(shí)前叔72蝦105.井7丈50崗38豆112左183.毫3輪146.坑2基擊實(shí)后梨129.歐4硬106.違7眠150雀337.趁5禍172.蔥2殖159.何6兩180海Cc瀉擊實(shí)前囑2.7乓4.94圾3.56糞5.92售10.3季5.5題10.5餃擊實(shí)后沿1.07噴1.35穗0.73惰1.34質(zhì)3.3底2.3堵5救序掙何雹號(hào)喚8蜘9液10圓11卡12駱13奇14網(wǎng)Cu表?yè)魧?shí)前告13.8輪5棚221.給4猾11.2證77.7較8帥80缺347信333.呈3膨擊實(shí)后痕2500曾3600怕971.妙4蛙1333騎164昏Cc妖擊實(shí)前鳥4.94籌2.76三2.4礦1.29恰3.43風(fēng)32賤9.3拒擊實(shí)后孩0.08乏0.32谷0.17佩0.47扮5(3)填料細(xì)顆粒含量相差較大，粒徑d＜0.074mm部分擊實(shí)前在0.5～16%之間，擊實(shí)后在在1.1～34.2%之間。法國(guó)道路壓實(shí)規(guī)范將d＜0.08mm顆粒含量大于5％的粗粒土定名為非自由排水粗粒土，美國(guó)陸軍工程師兵團(tuán)、墾務(wù)局將d＜0.075mm顆粒含量大于5～12％的粗粒土定名為非自由排水粗粒土，在我國(guó)水利部門稱之為黏性粗粒土。由此可以將現(xiàn)場(chǎng)使用的填料按細(xì)顆粒含量分為黏性粗粒土和無黏性粗粒土兩類。2.2最大干密度及最佳含水量最大干密度及最佳含水量匯總見表2。犬最大干密育度及最佳輕含水量匯群總椅表帝湊攤朗注表定2楊序丟似病號(hào)歡1廣2森3蘭4哨5伯6也7論最大干密城度他(霧g/cm償3慧)言2.19蛛2.13暴2.17疏2.15折2.13厚2.09告2.12叮最佳含水訊量斯（呀%扮）送7.4絡(luò)7.8餐7.3揚(yáng)7.9績(jī)8.1樂8.4襪8.1情序柴交剛號(hào)鉗8歡9貸10艦11懶12凈13懲14皆最大干密揪度咐(煮g/cm飽3產(chǎn))詳2.04佳2.07建2.15虛2.04濾2.07子2.11踩1.97戚最佳含水卡量井（陶%勵(lì)）斤8.8街8.2蝴6.8擱8.1降6.8懷7.5么9.4韻根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勁及料源調(diào)夕查所取數(shù)求據(jù)，湖州當(dāng)土主要分訓(xùn)兩種土：掛一種為碎賣石土旱（穩(wěn)1井、稼2境、防3擱、蠢4嚇、珍5拜、憶6窗、除7憑、按1載0汁、括1孝3貌），最佳薦含水量抽在闖6.5抓%理～拘8.5恭%亡之間，干姿密度閃在眼2.0吐9歇～個(gè)2.19鋒g/cm流3環(huán)之間，其池?fù)魧?shí)前后墾的篩分曲述線比較接跡近，其填涂料等級(jí)都英屬于離為陽(yáng)A趙、搶B舅類填料；扎另一種為禍角礫土噸（筑8檔、折9吹、癢1預(yù)1系、務(wù)1婆2出、亮1跑4堤），最佳臣含水量崗在判8.0揪%低～盼9.5拉%到之間，干秀密度喉在曲1.9雪7火～幕2.07秋g/cm蔥3可之間，其蘿擊實(shí)前后剃的篩分曲抽線比較接齡近，其填灣料等級(jí)都郊屬于伏為辜A古、芝B疲類填料。渾兩種土的鏈平均顆粒至密度諸為果2.65肢g/cm俗3菌。現(xiàn)場(chǎng)取抖細(xì)顆粒土憂進(jìn)行液塑壺限試驗(yàn)，嬌其液滅限糾W煩L糖在貨2牙9賭～黑35蔑%準(zhǔn)之間，塑院限指數(shù)別在妄13.丟5竹～胳15.凳6劍之間，屬允于粉粘土割。纖2.3么相湖州碎石辨土的穩(wěn)定綿性能試驗(yàn)遠(yuǎn)碎石土路變基的穩(wěn)定價(jià)與否，與利碎石土中越粗顆粒的掃強(qiáng)度和抗鎖風(fēng)化能力義息息相關(guān)僑，可通過襪測(cè)定破碎壩率及崩解代率來評(píng)定切填料的穩(wěn)相定性。終表麥3渠為各組土只的破碎率寧及崩解率動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果翅匯總表?；テ扑槁始败埍澜饴试嚽因?yàn)結(jié)果匯燙總功表幫杯墨杯朝表核3旅序頃烏理號(hào)您1愉2免3街4陜5顧6笛7劍破碎率雅（行%納）瞇21.3周28.4娘19.8僻21.2吧22.9仿20.7疲22.9建崩解率充（腐%獨(dú)）算0.31演0.39耽0.23獻(xiàn)0.27淚0.29摩0.36咱0.48右序定儀轟號(hào)臉8雪9槐10頌11陣12洪13旁14嫁破碎率碧（圈%蹤）津26.8發(fā)25.5捕19.5外22.9磚22.0手17.7緩/研崩解率怕（舉%什）靈0.53誓0.47英0.17堅(jiān)0.22耗0.13江0.6慚/乎2.3.浩1注破碎率（察堅(jiān)固性）屈試驗(yàn)闖破碎率是之指碎石土震中一定級(jí)蛙配粗顆粒購(gòu)在搜200k沿N掃外力作用揭下粗顆粒喪破碎成細(xì)寸顆粒的情顫況，以通傾過初2.5m斜m爆篩下質(zhì)量喜百分率計(jì)信。破碎率嚼小，其顆墓粒抵抗破蝦碎的能力觸強(qiáng)，巖塊斬的強(qiáng)度就綱高；反之椒，其顆粒香抵抗破碎篩的能力弱抓，巖塊的闊強(qiáng)度低。咽從挺表駛3言中實(shí)測(cè)破孟碎率來看溪，各組土頃中粗顆粒毛的抗壓碎漂能力較強(qiáng)牙，巖塊強(qiáng)朱度較高，罷可推定其紹具有非軟盯巖性質(zhì)。鼠2.3.蠶2封崩解率試趴驗(yàn)莖模擬自然國(guó)界中溫度繳變化情況芝，測(cè)定碎幣石土中粗短顆粒在溫晨度快速變勢(shì)化過程中奉的穩(wěn)定性泄能，以質(zhì)趣量損失率銷計(jì)。可推竟測(cè)其相應(yīng)些的抗風(fēng)化史能力。腳從表中實(shí)振測(cè)崩解率敏來看，均撤小掠于尺1著％，說明頃其粗顆粒飾的礦物成承分穩(wěn)定，麗抗風(fēng)化能唱力強(qiáng)。楊從上述各啄組土的破割碎率及崩防解率試驗(yàn)鑰結(jié)果可以春得出：填擠料的粗顆宰粒部分具輸有較高的誓強(qiáng)度、礦跑物成分穩(wěn)范定、抗風(fēng)敲化能力強(qiáng)旅，是性能招穩(wěn)定的填嫁料。愿2.4政擱湖州碎石附土的承載蘆比試驗(yàn)患模擬材料跪在使用過以程中處于躁最不利狀泄態(tài)，一般球情況下，依可按飽水禾四晝夜作雁為設(shè)計(jì)狀袖態(tài)，按擊五實(shí)試驗(yàn)求因得試料得孝最佳含水今量后，再鳳按此最佳呆含水量制麻備所需試外件。瘋湖州碎石出土的承載頃比試驗(yàn)結(jié)燙果分別為躁：謠80斑%莫、沙40罩%刻、烈65智%鋤。試驗(yàn)結(jié)朽果較好，縮（在高速部公路的設(shè)枯計(jì)中一般臘規(guī)比定勝CB尋R歉值大蜓于位8剝%貼就可用于可路基的填抬筑）虜2.5各患填料的工駐程特性括通過對(duì)土豎場(chǎng)不同部妹位的取樣駝試驗(yàn)，以和及過程抽拾檢結(jié)果表較明：外湖州土屬討碎石土～院角礫土范晴疇，擊實(shí)準(zhǔn)前細(xì)顆粒亦的質(zhì)量百完分率燥在概0.窯5悲～玉1梅6朵％之間，昆屬急A努、溉B兼類填料；榆擊實(shí)后細(xì)紅顆粒的質(zhì)狡量百分率廚在站1.煩1霧～紹34.替2影％之鞏間斧,例其中有兩隆組俘屬公C汁類填料，燒其細(xì)顆粒頂?shù)馁|(zhì)量百平分率超陪過魯30蕩%圓，其它均陷屬站A努、情B刷類填料，耀且級(jí)配較家擊實(shí)前優(yōu)炕。細(xì)顆粒柴的質(zhì)量百睡分率超困過當(dāng)30曲%運(yùn)填料，嚴(yán)觀格限制填對(duì)筑部位，崖僅用于基攝床以下部孕分。瞇按細(xì)粒土這組成可命走名為黏性侮粗粒土和拜無黏性粗旁粒土。令填料中粗舅顆粒的破三碎率和崩悟解率較低置，填料的糟穩(wěn)定性能杜好。鋪碎石土的跳承載梁比奪CB己R勵(lì)試驗(yàn)結(jié)果不均滿足公稿路填料要員求。冒3.膛體現(xiàn)場(chǎng)路堤翁壓實(shí)質(zhì)量獲的檢驗(yàn)及梢分析描3.1丘擺路堤壓實(shí)杏質(zhì)量檢驗(yàn)禿概述坡按現(xiàn)行規(guī)贏范要求，笑碎石土路蜂堤壓實(shí)質(zhì)哥量檢驗(yàn)主著要參數(shù)為描孔隙馳率摧n賭、地基系料數(shù)麻K隨30著，孔隙開率核n遭主要采用暑核子密度愧儀、灌水抖法檢測(cè)，典地基系房數(shù)董K凈30豈檢驗(yàn)采用其平板荷載粒法檢測(cè)。喜根據(jù)本次碎試驗(yàn)段要悲求，引入沫動(dòng)態(tài)變形箏模閉量圾E銳VD支檢驗(yàn)參數(shù)健，其方法因?yàn)樾⌒推街栋鍎?dòng)態(tài)變繞形模量?jī)x性法。械壓實(shí)質(zhì)量徒檢驗(yàn)結(jié)果吐3.1.聲1鉤基床底層騎路堤壓實(shí)殖檢驗(yàn)結(jié)果憂總結(jié)如下贏：代（雁1森）孔隙狂率剪n烏在分布付在宵9罩％暈～兆27.某5釣％之間，世具體概率丈分布見內(nèi)圖勞3耽(偏樣本數(shù)軍為拆29展9卡個(gè)渴)寧。步（臉2筐）地基系翁數(shù)租k3餃0洞均滿腔足機(jī)≥很150M緩P逆a廊的要求。技（主3龍）動(dòng)態(tài)變睡形模案量哥E惡VD沃實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)鳳在湖4炊3旨～刻10饑6纏之間，具職體概率分懲布見圍圖每4兵(擦樣本數(shù)莫為燒30川0遵個(gè)拜)矮。葬3.1.離2暖昌基床以下懲部分路堤窯壓實(shí)檢驗(yàn)姻結(jié)果總結(jié)嘗如下：物（誦1辣）孔隙印率饞n社分布悄在城15.緒0噴％違～事30.百0船％之間，投具體概率傲分布見尤圖忘5胃(焰樣本數(shù)黑為觀18躬6毫個(gè)史)眠。緞（違2誼）地基系仗數(shù)蛙k抵30含均滿筒足砌≥孟130M待P堂a急的要求。士（泰3攤）動(dòng)態(tài)變?nèi)谛文C(jī)量完E渴VD滅實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)跌在穗3擱3嘩～燃10駐6斃之間，具云體概率分冠布見批圖杰6鋼(錯(cuò)樣本數(shù)兵為裙14舍0尼個(gè)慚)哈。核3.2恰吼不同檢驗(yàn)茄方法所得閘指標(biāo)的相櫻關(guān)關(guān)系崗3.2.墊1燈靜孔隙率檢蝶測(cè)方法對(duì)摧比型本次孔隙萬率檢測(cè)采箱用核子儀丈法和灌水四法比對(duì)，膜共比禿對(duì)況17差3死點(diǎn)，舍去俯異常論點(diǎn)尸1頁(yè)0睛個(gè)，立對(duì)不16窩3沃個(gè)樣本進(jìn)金行統(tǒng)計(jì)回碌歸分析，鬧樣本采用鎮(zhèn)率卸為多94.2錯(cuò)%課，結(jié)果如難下：效回歸方程對(duì)為霉：沾n托核庸＝披0.01識(shí)54+0厲.993昨4×n掀灌水努相關(guān)系數(shù)絨為朗：俯r桶＝枯0.99亡11望由此可以該看出兩種蹄方法檢驗(yàn)裳結(jié)果相互公吻合，相沒關(guān)性好。搭具體回歸塑曲線見繭圖被7歲。臉3.2.悼3釣地基系爽數(shù)語(yǔ)k走30群與動(dòng)態(tài)變并形模篇量瞞E前VD爺之間的關(guān)賞系奶本次比對(duì)撒在基床底件層進(jìn)行，調(diào)共檢驗(yàn)抽虛樣緒29泄9串點(diǎn)，舍去棵異常點(diǎn)后唱，逼對(duì)霞27杰2稀個(gè)樣本進(jìn)票行逆統(tǒng)計(jì)和回近歸分析，高樣本采用晉率功為擴(kuò)91.0糖%卡，結(jié)果如予下：游回歸方程斜為榨：椒k鉆30之＝甚59.9移33+2怨.011香×E孔VD哄相關(guān)系數(shù)棍為飼：塌r蠅＝勁0.86黃63榨由此得到垂地基系除數(shù)攔k趴30馬與動(dòng)態(tài)變槽形模住量詳E犬VD們之間的對(duì)饒應(yīng)關(guān)系有箏一定的規(guī)弊律，但受扔填料種類哲、級(jí)配、擊含水量等碌多個(gè)因素臣影響，不滔宜簡(jiǎn)單的巴進(jìn)行回歸倉(cāng)分析；可圓以對(duì)相對(duì)窮均勻的填社料（如細(xì)線粒土等）異進(jìn)行比對(duì)底。本次比贊對(duì)的回歸筍曲線見笨圖是8近。旗3.2.讀4霧孔隙亦率武n袋與地基系習(xí)數(shù)瘡k對(duì)30哀、動(dòng)態(tài)變擋形模劑量顯E意VD導(dǎo)關(guān)系樹本次比對(duì)弓在整個(gè)路慮堤進(jìn)行，眉孔隙編率欺n噴與地基系遇數(shù)券k橡30引共檢驗(yàn)抽射樣削45漲3與點(diǎn)，孔隙槐率再n否與動(dòng)態(tài)變粗形模劈量瞞E壯VD掙共檢驗(yàn)抽甜樣導(dǎo)43據(jù)9金點(diǎn)，其分驚布如涌圖榆9拉、療圖勤1持0結(jié)。道孔隙魄率炊n嫁一般芝在單1仔7熟～蓬2巡5述％之間，古其畏占賓88.3淹%讓，地基系曠數(shù)吃k途30來主要分控在恩15鑒0鐘～宇250M絹Pa/破m誰(shuí)間鳳，材k世30勇≥兄150M晶Pa/等m碧占戲94.5公%減；動(dòng)態(tài)變孔形模辛量我E僑VD繩主要分耗在蒙4拉5占～孫85MP輕a追間，其榜占笛87.2線%對(duì)，旅E惰VD峰≥瞎45MP蓄a歪占侄97.9坑%束，孔隙遵率粱n鮮與地基系喂數(shù)望k慢30都、動(dòng)態(tài)變梁形模末量賣E誼VD幅無明顯的郵相關(guān)關(guān)系累，是受與他填料的顆當(dāng)粒和級(jí)配恒、含水量火變化影響仇到實(shí)測(cè)結(jié)刪果之間的鴉相關(guān)關(guān)系午。寶3.肚3隙不同壓實(shí)優(yōu)測(cè)試方法態(tài)的工效及抽適用性撈3.3.援1腰占核子儀法屑、灌水法烤檢測(cè)孔隙峽率逆n戴核子儀法慢檢測(cè)一個(gè)苦斷面露（捧3繩個(gè)點(diǎn)純）漢孔隙竊率慰n風(fēng)，從準(zhǔn)備郊工作起計(jì)生時(shí)，一責(zé)般傭1郊人需時(shí)童間沖1壩0菜～蹄15mi尿n鴉；灌水法廉現(xiàn)制場(chǎng)煮2熊人則需時(shí)只間序2既h守左右，而挽且含水量另測(cè)定還需使回試驗(yàn)室槐進(jìn)行，加孝之前面已弓經(jīng)提到兩抽種方法之豈間的相關(guān)后性好，誤令差小，因幅此核子儀橋法遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)織于灌水法化。撐3.3.鐮2狐外地基系初數(shù)橡k取30煌檢測(cè)小地基系數(shù)均的檢測(cè)要送足夠的反掘力，也就灶是需工程誘機(jī)械（主踩要是汽車倚）配合，牲因此，在蹄空間狹小橫的過渡段炒、測(cè)試元童器件附近判等部位就艘難以進(jìn)行吃檢測(cè)，這戲是其不足三之處。扯一般分體息式（簡(jiǎn)適易陽(yáng)k齊30職）地基系乘數(shù)測(cè)試儀騎檢乎測(cè)控1片點(diǎn)慣需潛3毒5株～滑45mi縫n款，抓2走～仔3北人配合，孤一體化數(shù)涼控地基系秧數(shù)檢測(cè)車珍檢懶測(cè)銅1勝點(diǎn)懸需程20mi群n言左右，何需與2粱人配合，異時(shí)間差異生的主要原乖因是前者含需人工記口錄、計(jì)算獵并判定每錯(cuò)級(jí)荷載穩(wěn)身定與否，岸需時(shí)長(zhǎng)，北而后者通現(xiàn)過計(jì)算機(jī)首程序控制耕，需時(shí)間制短。但前白者儀器購(gòu)充置費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)期低于后者壯。置3.3.語(yǔ)3魂藍(lán)動(dòng)態(tài)變形肢模和量雹E濾VD婆檢測(cè)憑動(dòng)態(tài)變形棟模拳量附E協(xié)VD刃檢撿測(cè)脊1奧點(diǎn)鞏需懷2緞人配合，拐耗時(shí)沈?yàn)榍?觸～毫5mi鏡n施。其優(yōu)點(diǎn)夜是適合空轉(zhuǎn)間狹小的武過渡段、奔測(cè)試元器楚件附近等喉部位作業(yè)嶼，不足點(diǎn)宗是設(shè)備需兵從國(guó)外進(jìn)啟口，國(guó)內(nèi)市尚無維修淡站、合法秤計(jì)量標(biāo)定掃的單位，概儀器的存美儲(chǔ)量太小完，一次只匪能存擔(dān)儲(chǔ)詠5齊0恩個(gè)測(cè)點(diǎn)，勻一旦超過悲，之前的病檢測(cè)數(shù)據(jù)黑將被后檢惰測(cè)的數(shù)據(jù)售自動(dòng)替換厘。瓦通過大量恩的檢測(cè)數(shù)疤據(jù)表明，縫路堤壓實(shí)丑標(biāo)準(zhǔn)中孔鳴隙率一項(xiàng)渾要求相對(duì)泄較寬松，悉其中基床恒以下部分院路堤孔隙燭率漏n烈≥背2鑰8繭％占總數(shù)慰的咸4.84軌%亂；基床底劈層孔隙償率液n岸≥垂2瘦4雨％占總數(shù)羨的頃5.35筑%惜?；惨远⑾虏糠州p動(dòng)態(tài)變形剖模懶量概E滲vd帆＜賣40MP慢a催占總數(shù)赤的順3飛.5郊7捷％（除第漲一層）棄；息基床底層拆動(dòng)態(tài)變形飲模冠量?jī)蒃戲vd娘＜校45MP貧a浸占總數(shù)形的常0胃.3良3