文獻翻譯鐵路路基施工質量的安全測試及評價

2022-02-25 21:32:37 字數 2265 閱讀 1176

2.3 承載板試驗

2.3.1 地基反應係數k30

地基反應係數k30是在中國和日本檢測評估鐵路路基施工質量的正則測度,測試方法是單圈法。k30可以被表示為區分載入板沉降量的壓力。在中國,鐵路路基基床的表面由級配碎石和分級砂石組成。

火車施加給道床的荷載,將同等地通過道床表面轉移到路堤上,它的範圍**會比土路路基表面更大。按規定,從火車上轉移來的荷載與直徑30cm的承載板試驗相似,而且這個方法能更好地監測評估鐵路路基施工質量。所以在中國和日本,地基反應係數k30是鐵路路基安全測試和評估的主要方法。

2.3.2變形模量e(ev2)

用小直徑的承載板測變形模量作為鐵路路基安全測試和評價的主要方法,在西歐和美國已經被採用。在承載板試驗中,有兩種負載方式,分別為單輪靜荷載和雙輪靜荷載。單輪靜荷載測驗中,荷載按每級35kpa載入,每分鐘觀察讀數。

當兩個讀數之間的差值到達沉降穩定需求時,就載入下一輪荷載,知道載入到最大荷載為止。在雙輪靜荷載測驗中,荷載同樣按每級35kpa載入,然後再最終載入後的沉降穩定後解除安裝。解除安裝將會以最大載入的0.

5或者0.25倍的速度進行。所有解除安裝進行後剩下的沉降,再進行下一輪載入。

完成直徑30的載入板實驗的標準是5mm的沉降或者最大的載入量到達0.5mpa,然後計算變形模量。

單輪靜荷載實驗中的變形模量全世界統一為:

1)式子中,p是實驗中的總荷載;s是承載板於荷載相對應的沉降量;d是承載板的直徑;μ是土的泊松比。

比起單輪靜荷載試驗,雙輪靜荷載能更好地表達沉降量與方位,結果可以用變形模量ev2來表示,見圖2:

2)式子中,, 是第二輪靜荷載的70%,是第二輪靜荷載的30%,, 是這兩個荷載相應的沉降值。

圖2:ev2的計算圖

3 鐵路路基施工質量的安全評價標準

壓實係數k和地基反應係數k30在中國被認作為軌道路基施工質量的指標。表1為評估標準。

4 鐵路路基施工質量安全測試方法的趨勢

地基反應係數k30和變形模量e(ev2)是靜荷載板測試的成果,但它不能表示真正的列車迴圈動態荷載下的路基狀態。高速列車荷載帶來的影響會使路基會表現出動態的特徵以及動態的沉降量。為了保證安全和列車的高速執行,我們必須控制路基的動態沉降。

所以反應鐵路路基變形特徵的變形模量evd在2023年被德國鐵路諮詢公司的天然地基研究院提出。同樣的研究中國和日本也有做過,所以evd將被編入相應的標準中。

表1鐵路路基施工質量的評價標準

4.1 落錘式彎沉儀的原則

放置乙個確定荷載的承載板在路基面上等待被檢測,從任意高度將落錘掉落於板範圍內和墊子上。然後由於承載板的優點,施加動態的荷載於路基面上,並且帶來表面的沉降,見圖3。根據這些動態荷載和相應沉降,路基的動態變形模量evd就可以計算得到。

這個方法可以模擬列車動態荷載並計算路基動態變形模量,見圖4。

圖3:落重撓度計原則圖4:動態檢測原理圖

落錘的運動方程為:

3)式子中,x是彈簧壓縮量,v是運動加速度。

用表示系統的固有振動頻率,所以等式(3)可以變成:

4)5)

根據邊界條件,,等式(5)可以變成:

6)由於接近於零,等式可以變成:

7)彈簧的最大壓縮量為。

最大衝擊荷載為。

最終荷載為(即)

所以,如果選擇了適當的落錘重量和高度,荷載就可以等效於列車荷載。

4.2 動態變形模量

根據完全彈性無限體的理論,路基的動態變形模量可以寫成:

8) 式子中p是承載板的壓力,l是承載板的中心沉降,土的泊松比,,;k是

校正因子,柔性載入時1.0,剛性載入時。

5 結論

壓實係數是反應鐵路路基施工質量的間接指標,不能直接表示路基的強度和穩定性,所以它只能在安全測試和評估中協助表示結果。

承載板試驗可以安全地檢測和評估鐵路路基的施工質量,這可以由中國和其他國家的秦沈高速鐵路路基的解釋證明。雙輪靜荷載承載板試驗的結果比單輪靜荷載承載板試驗更好。在測試中,我們必須注意填料的紋理和濕度,控制測試條件和校準裝置。

動態變形模量是模擬路基狀態的最佳指標。這個指標在德國和日本已經成果規範準則。現在需要建立這個一致的標準去滿足鐵路路基的需求。

【1】楊廣慶,劉淑山,劉天明;《北京高速鐵路路基的的設計和施工》;中國鐵道出版社(1999,137~160);

【2】楊廣慶,張寶劍;《高速鐵路路基施工質量的測試方法》;鐵路設計規範標準(2001,21(3):33-36);

【3】劉忻,邵培燕;《秦沈高速鐵路路基施工質量的控制辦法和規範標準》;中國鐵道科學(2002,23(4): 43-46);

【4】肖金鳳,李怒放;《關於路基施工質量的動態測試方法的研究》;鐵路建設技術(2002, (2):33-34)。

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