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动态变形模量Evd简介主讲人：李怒放教授级高工E-mail:lnflnf@sohu.com139114006592020/11/172《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）标志着动态变形模量术语Evd符号正式在我国铁路规范中采用动态变形模量Evd的定义动态变形模量Evd（英文：dynamicmodulusofdeformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力Fs和冲击时间ts作用下抵抗变形能力的参数。它由平板压力公式Evd=1.5×r×σ/s计算得出，其中：Evd——动态变形模量（MPa）；r——圆形刚性荷载板的半径（mm）；σ——荷载板下的最大冲击动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力Fs=7.07KN且冲击时间ts=18ms时标定得到的，即σ=0.1MPa；s——实测荷载板下沉幅值（mm）；1.5——荷载板形状影响系数。实测结果采用公式Evd=22.5/s计算。Evd动态变形模量测试仪20多年的发展历史2020/11/175•动态变形模量Evd是德国九十年代开始采用的新型路基压实质量标准，从研究开发至今已有近二十年的历史。•动态变形模量Evd标准首先应用于道路建设、路面垫层、管道和电缆沟槽、渠道、基础回填等工程。•1997年2月德国颁布执行的《德国铁路建设轻型落锤仪使用规定》（NGT39）标志着动态变形模量Evd标准开始在铁路工程中正式采用。关于国外Evd发展情况的说明：2020/11/176•动态变形模量Evd标准的最大特点是能够反映列车在高速运行时产生的动应力对路基的真实作用状况。•1999年12月20日颁布执行的德国铁路规范DS836.0501中，按路基结构形式、设计速度、填土种类、工程部位的不同，明确规定了各种情况下的动态变形模量Evd的设计标准值，其中，设计速度300km/h的高速铁路路基基床表层的Evd设计标准为50MPa。关于国外Evd发展情况的说明：2020/11/1772020/11/1782020/11/1792020/11/17102020/11/17112020/11/1712•国际上广泛采用的是德国HMP公司生产的LFG型Evd动态变形模量测试仪，亦称“轻型落锤仪”（LFG是“轻型落锤仪”的德文缩写），该仪器从开发应用至今己有20多年的历史，仪器的性能、质量、功能以及软件已相当完善，居国际领先地位。•德国LFG型Evd动态变形模量测试仪在我国有20多台已用于秦沈客运专线、新长线、宁启线、渝怀线、京沪高速铁路昆山试验段、胶济线、武九线、郑徐线、滨洲线、浙赣线、宜万线、津浦线、大秦线等新线和既有线的建设与改造中。关于国外Evd发展情况的说明：2020/11/1713关于国内Evd研究情况的说明：•1999年铁道部立项的科技研究开发计划项目“秦沈客运专线路基关键技术研究（D）——施工质量监控测试仪器的研制（合同编号99G13）”由石家庄铁道学院、铁道建筑研究设计院、铁道部科学研究院三家分别研制出三套不同的路基施工质量检测仪器样机：2020/11/1714关于国内Evd研究情况的说明：•石家庄铁道学院——路基施工质量监控仪•铁道建筑研究设计院——动态变形模量测试仪•铁道部科学研究院——路基动刚度仪2020/11/1715关于国内Evd研究情况的说明：•经过了3年的研究，作为科研课题，于2002年3月通过了铁道部科技成果鉴定。三台样机从设计原理、测试参数和结构构造上都截然不同：2020/11/1716关于国内Evd研究情况的说明：•石家庄铁道学院——路基施工质量监控仪——检测的是波速VR；•铁道建筑研究设计院——动态变形模量测试仪——检测的是动态变形模量Evd，原理与德国的LFG型Evd动态变形模量测试仪相同；2020/11/1717关于国内Evd研究情况的说明：•铁道部科学研究院——路基动刚度仪——名义上检测的是动刚度，但实际上的测试参数的定义和符号均没有明确提出，外型上虽然与动态变形模量测试仪相似，而实际上设计原理有本质的区别。它只是简单地把动应力和动位移的比值作为它的检测参数，但按该样机实际测出的动应力并不是真实的动应力和动位移。2020/11/1718关于国内Evd研究情况的说明：•目前，三台样机均还没有国产化产品，其原因是：•石家庄铁道学院研制的路基施工质量监控仪所测的波速VR、铁道部科学研究院研制的路基动刚度仪所测的动刚度参数和试验方法均没有纳入规程、规范，还有待于进一步研究。•铁道建筑研究设计院研制的动态变形模量测试仪由于元器件的精度、制造工艺水平及标定手段所限，目前还不具备产品化条件。Evd检测设备Evd动态变形模量测试仪Evd动态变形模量测试仪用途：监控检测土体承载力指标——动态变形模量Evd和地基系数K30。适用范围：铁路、公路、机场、城市交通、港口码头、工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。特点•体积小、重量轻、便于携带•安装及拆卸方便、操作简便•自动化程度高、测试速度快•性能稳定、测试精度高•检测费用低•适应范围广•环保型，无核辐射、废气等污染•动载测试符合土体实际受力状况Evd动态变形模量测试仪主要结构组成•加载装置①挂（脱）钩装置(带水准泡)②导向杆③落锤④阻尼装置•荷载板①圆形钢板②传感器•沉陷测定仪(存储、与电脑连接)•打印机Evd动态变形模量测试仪Evd动态变形模量测试仪基本原理利用落锤从一定高度自由下落在阻尼装置上，产生的瞬间冲击荷载，通过阻尼装置及传力系统传递给直径300mm的承载板，在承载板下面（即测试面）产生的动应力，使承载板发生沉陷s—即承载板振动的振幅，由沉陷测定仪采集记录下来。沉陷值s越大，则被测点的承载力越小；反之，越大。Evd试验前的准备•平整测试面•放置荷载板•加载装置在荷载板上就位•用测量电缆将沉陷测定仪与荷载板连接•松开搬运锁Evd试验步骤•打开沉陷测定仪电源•使导向杆保持垂直•进行三次预冲击•连续三次冲击测试•显示三次测试的沉陷值S1、S2、S3•显示三次平均沉陷值Sm和动态变形模量值Evd•储存并打印测试结果Evd测试演示Evd动态变形模量测试仪标定德国道路建设岩土测试工程规范(TBBF-StBPartB8.3)1997年颁布授权的测试标定机构•出厂前标定•每年标定一次•修理后标定使用者•每三个月校验标定记录中的落锤落距Evd相关规范国内1、《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2004)2、《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003，J285-2004）3、《京沪高速铁路设计暂行规定》（2004修订版）4、《京沪高速铁路路基施工暂行规定》（2004在编）5、《京沪高速铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（2004在编）6、《铁路工程质量检测技术手册》（2004在编）国外《德国铁路建设轻型落锤仪使用规定》（NGT39）《德国道路建设土方工程补充合同技术条款和规定》（ZTVE-StB94)《德国土方工程基层补充合同技术条款》（ZTVE-StB95)《德国交通行业开挖工程补充合同技术条款和规定》（ZTVE-StB97)Evd与K30的相关性试验结果(相关系数）现场室内•细粒土:0.9260.967•粗粒土:0.9130.926•碎石土:0.9150.946•级配碎石:0.9150.947Evd与K30的相关关系式•细粒土:K30=3.45Evd+0.1•粗粒土:K30=3.33Evd+6.09•碎石土:K30=3.10Evd+14.3•级配碎石:K30=3.49Evd+14.4摘自《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定表4.2.2-1级配碎石基床表层的压实标准填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配碎石0.7≥190≥55＜18%路堤级配碎石0.55≥190≥55＜18%当为软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.15≥130≥45注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。填料厚度（m）压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配砂砾石0.7≥190≥55＜18%表4.2.2-3级配砂砾石基床表层的压实标准《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。过渡段级配碎石填筑标准：K30≥150MPa/mEvd≥50MPan＜28%《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定Evd主要应用于以下两个方面：一、铁路新线建设、既有线提速改造建设依据《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）、《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003，J285-2004）将“Evd动态平板载荷试验”作为“K30平板载荷试验”的快速试验方法，根据Evd与K30的相关关系式，由Evd测试值推算出K30值。Evd主要应用于以下两个方面：二、高速客运专线铁路建设依据《京沪高速铁路设计暂行规定》《京沪高速铁路路基施工暂行规定》《京沪高速铁路路基工程施工质量验收暂行标准》可将通过“Evd动态平板载荷试验”取得的动态变形模量Evd值直接用于评判路基的压实质量。Evd在既有铁路提速改建中的应用特点胶济线、郑徐线、武九线、浙赣线的应用表明：•时间优势——检测速度快既有线在不间断运营的情况下，行车密度大，K30检测一点需要30—60分钟，而Evd只需要2—3分钟。•仪器优势——小型、便携既有线道碴已存在，检测Evd只需扒开直径30cm的面积即可，而K30基准杆还需要较大的地方、加载装置也需要较大的空间。•经济优势——检测费用低Evd检测中不需要额外的大吨位加载装置，避免了台班费用，操作只需一个人即可，减少了人工费用。•安全优势——易于快速撤离既有线在不间断运营的情况下，行车密度大，Evd仪器重量轻，一个人就可以提起并快速撤离。LFG型Evd在我国铁路中的应用•既有线提速改建（胶济线、郑徐线、武九线、浙赣线、呼准线、滨洲线、津浦线、大秦线）•新建高速铁路（京沪高速昆山试验段）•新建客运专线（秦沈客运专线）•新建普速铁路（新长线、宁启线、渝怀线、宜万线、烟大线）京沪高速昆山试验段路基京沪高速昆山试验段涵洞—路基过渡段2004立项、2005开工9条客运专线铁路工程武广、郑西、石太京津、合宁、合武温福、福厦、甬温规定Evd作为基床表层和过渡段的压实标准《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定表4.2.2-1级配碎石基床表层的压实标准填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配碎石0.7≥190≥55＜18%路堤级配碎石0.55≥190≥55＜18%当为软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.15≥130≥45填料厚度（m）压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配砂砾石0.7≥190≥55＜18%表4.2.2-3级配砂砾石基床表层的压实标准《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。过渡段级配碎石填筑标准：K30≥150MPa/mEvd≥50MPan＜28%《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定2020/11/1744静态变形模量Ev22020/11/17452020/11/1746静态变形模量Ev2测试仪德国HMP公司专业制造执行DIN18134标准有关Evd、Ev2技术问题可以登录中文网址：德文网址：测试仪咨询电话（中国）：010-83821914谢谢您的光临！