地基系數(shù)K30檢測及方法（杭州儀器）

1、地基系數(shù)K30檢測

路基壓實質量控制的目的是對路基的承載能力和沉降變形進行控制,，保持線路穩(wěn)定與平順,，保證列車能安全、舒適,、高速運行,，而控制和檢測壓實質量的標準、方法和設備,，則是保證壓實質量的途徑和措施,。

平板載荷試驗被廣泛地應用于鐵路、公路,、機場和其他工業(yè)與民用建筑工程的地基檢測中,。作為一種強度及變形指標，地基系數(shù)能夠直觀地表征路基剛度和承載能力,。

中國自大秦重載鐵路修建開始,，引入地基系數(shù)K值作為路基填料壓實質量的檢測控制指標，在鐵路路基施工方面得到推廣應用,。K30平板載荷試驗是一種檢測路基壓實質量有效的施工現(xiàn)場試驗方法,。目前，地基系數(shù)K已成為現(xiàn)行新建鐵路控制基床和路堤填料壓實質量的主要指標之一,。

本章內容主要包括K30的概念與發(fā)展,、試驗的適用條件和要求、試驗儀器和試驗方法,，試驗結果計算和試驗儀器校驗方法,。

1.1概念與發(fā)展

1.1.1 地基系數(shù)K30的概念

地基系數(shù)K“是表示土體表面在平面壓力作用下產生的可壓縮性的大小。它是用直徑為300mm的剛性承載板進行靜壓平板載荷試驗,，取*次加載測得的應力——位移(q--s)曲線上s為1.25mm時所對應的荷載Qs,，按K30＝Qs／1.25計算得出，單位是MPa／m,。

試驗采用的承載板面積不盡相同,，通常采用直徑750mm或762mi'il的圓形載荷板。使用的載荷板直徑不同,，測得的地基系數(shù)也不同,，一般以載荷板直徑加注說明。例如,，載荷板直徑分別為30111HI,，600mm，750mm的地基系數(shù)分別以K30,，K60,，K75表示,。因此，Ka30是地基系數(shù)的一種,。日本為了試驗的省力和操作亡的方便,，使用300mm直徑荷載板，并取K30作為標準值,，使用其他直徑載荷板測定的地基系數(shù),，可按相關公式換算為標準K30值。

1.1.2  K30平板載荷試驗的發(fā)展

從20世紀30年代開始,，美國提出壓實度指標,，即壓實系數(shù)K、相對密度D,，或孔隙率n,，至今仍然作為世界各國路基設計及施工控制的土的壓實質量標準。雖然壓實度為參數(shù)的路基壓實質量標準具有擊實試驗指導現(xiàn)場施工,、現(xiàn)場檢測簡便等優(yōu)點,，但是，對于高速鐵路或其他對強度指標要求嚴格的情況,，僅靠壓實度參數(shù)來反映填土的壓實質量是有其局限性的,。

為了保證路基填土的強度指標，20世紀70～80年代,，許多國家開始用強度及變形指標作為路基填土質量控制參數(shù),，即所謂的抗力檢測法。其中包括美國的CBR（加州承載比值）標準,，德國,、法國、奧地利和瑞士等國家的靜態(tài)變形模量EV2標準,，日本的地基系數(shù)K30標準等,。可見,，采用強度及變形參數(shù)作為控制指標是路基質量標準的一大進步,。

中國鐵路系統(tǒng)自1985年大秦線施工引入Ks。平板載荷試驗以來,，在鐵路建設中已經逐步推廣應用,。從K30在中國鐵路系統(tǒng)應用的情況來看，無論是儀器設備,、試驗方法,，還是設計標準均已趨于成熟。地基系數(shù)K30已成為新線鐵路控制基床和路堤填料壓實質量的主要指標之一，并已正式列入《鐵路路基工程質量檢驗評定標準》（TB10414—2003）和《鐵路路基設計規(guī)范》（TB10001—2005）,。K30平板載荷試驗作為一種強度及變形指標,，能夠直觀地表征路基剛度和承載能力。中國參照日本《公路的平板載荷試驗方法》（JISA1215--1995年修訂版)和德國的《平板載荷試驗》（DIN18134--1993年修訂版）,，并吸收近年來的科研成果和施工經驗,，同時針對實際應用中存在的問題，制訂了K30平板載荷試驗方法,，該方法正式納入《鐵路工程土工試驗規(guī)程》（TB10102—2004）。

1.2  K30平板載荷試驗的適用條件和要求

對乎板載荷試驗測試值大小的影響因素很多,。包括填料的性質,、級配，壓實系數(shù),、含水率,、碾壓工藝、大干密度,、佳含水量,、試驗操作方法及測試面子整度等。為了規(guī)范試驗過程,，提出了平板載荷試驗的適用條件和要求,。

1.2.1  測試對象的顆粒級配

K30平板載荷試驗適用于粒徑不大于載荷板直徑1／4的各類土和土石混合填料。

由于K30的荷載板直徑只有300mm,。因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。根據(jù)秦沈客運專線的經驗,，適用于均勻地基土（如粗,、細粒土）的地基系數(shù)K30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。

1.2.2 有效測試深度

K30平板載荷試驗的測試有效深度范圍為400~500nlm,。

由于K30平板載荷試驗結果所反映的是壓板下大約1.5倍壓板直徑深度范圍內地基土性狀,，因此要想真實全面地反映更深土層的情況，尚需結合其他的檢測手段進行綜合評定,。

1.2.3 含水量變化的影響

對于水分揮發(fā)快的均粒砂,，表面結硬殼、軟化，或因其他原因表層擾動的土,，平板載荷試驗應置于擾動帶以下進行,。

影響K30測試結果的因素很多，但含水量變化是造成K30測試結果偶然誤差的主要因素,，也就是說K30測試結果具有時效性,。一般來說，控制在佳含水量附近施工,，路基壓實系數(shù)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,，路基含水量高時，K30測試結果就??；含水量低時，K30測試結果就大,。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化而離散性大,、重復性差,，為此，現(xiàn)場測試應消除土體含水量變化的影響,。

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