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摘 要 德国铁路设计规范中基床的压实标准采用的是动态变形模量Evd和静态二次变形模量Ev2。本文主要介绍动态变形模量Evd和静态二次变形模量Ev2的原理、计算公式及检测方法。
关键词 Ril.836 动态变形模量Evd 静态二次变形模量Ev2
中图分类号：U2 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
一 概述
中国土木总公司承建的利比亚南北铁路全长800多公里，是中国土木总公司承建最长的国外铁路新建项目。本项目利比亚业主方要求路基设计和施工采用德国铁路设计和施工标准，故对德标的研究成了本项目路基设计的重点和难点。
德国铁路路基设计主要采用的规范是Ril.836，即土方工程的设计、施工与维护。其中对于单线铁路、客混共线设计时速为160 Km/h的路基标准横断面图如下：
其中路基基床压实标准的控制参数主要采用的是动态变形模量Evd和静态二次变形模量Ev2。这两个检测指标是德国、法国及欧洲其他国家一直沿用的、成熟的路基压实标准。我国客运专线无碴轨道铁路路基设计和施工已经引入Evd和 Ev2作为路基压实质量控制指标。
二 Evd和Ev2原理的分析和研究
2.1动态变形模量Evd
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动态变形模量适用范围：适用于粒径不大干荷载板直径1/4的各类土、土石混合填料、非胶结路面基层及改良土，测试有效深度范围为400—500 mm。广泛适用于铁路、公路、机场、城市交通、港口、码头及工业与民用建筑的地基施工质量监控测试，也能适用于场地狭小的困难地段的检测，如路桥（涵）过渡段及路肩的检测。
2.2 静态二次变形模量Ev2
在荷载板试验应用过程中，常用的加载方式有单循环静载和二次循环静载。单循环静载是按每级40kPa加载，当每级加载完成后，每间隔一分钟读取百分表一次，直至两次读数符合沉降稳定要求，才能转到下一级荷载，直至试验最大荷载为止。二次循环静载也是按每级40kPa加载，分级加载到最后一级荷载的沉降稳定后，开始卸载，卸载梯度按最大荷载的0.5或0.25倍逐级进行，全部荷载卸除后记录其残余变形，之后又开始另一加载循环。采用d=30cm的荷载板试验计算变形模量时，荷载一直加到沉降值达5mm或承压板正应力达到0.5MPa为止。
为了更有效地分析土的变形性质和承载能力，德国标准采用了二次循环静载法，其结果采用静态二次变形模量Ev2表示，测试仪基本原理为：在施工现场通过圆形承载板和加载装置对土路基进行静态平板载荷试验，一次加载和卸载后，再进行二次加载，用测得的二次加载应力一位移（a-s）曲线来计算Ev2值的试验方法。由于土是弹塑性体，在板载荷试验中，一次加载后的卸载Q-S曲线上，Q为零时“并不为零，即土体由于塑性的存在发生了不可恢复的残余变形。二次加载时，由于已消除了土体的部分塑性变形，得到的二次加载a-s曲线更能反映土体的弹性变形能力。理论上，如果反复卸载、加载、再卸载、再加载，循环下去，则土体的塑性逐渐消除，最后得到的a-s曲线更接近于直线，就可反映出来土体的弹性性能。但通过试验發现，若循环反复进行加载和卸载试验需要大量的时间，给施工带来很大的不便，而二次加载曲线与后几次加载曲线的形状差别较小，可以认为二次加载曲线基本上可以反映土体自身的弹性性能。因此，用测得的二次加载曲线来计算土体在力的作用下抵抗变形的能力，即二次变形模量Ev2，并采用Ev2作为路基压实标准是比较科学、合理的。
变形模量Ev2试验适用于粒径不大于承载板直径l/4的各类土和土石混合填料，而且德国铁路路基规Ril.836中规定了Ev2的设计标准值，且二次变形模量Ev2的试验规程执行德国工业标准《平板载荷试验标准》（DINl8134）（2001年修订版）。
以上是对德标中动态变形模量Evd和静态二次变形模量Ev2的研究和分析，近年来随着我国高铁和客专的快速发展，已经形成了自己的Evd和Ev2的检测标准，并发布了相应的成熟规范，相信在以后的国内铁路建设中Evd和Ev2一定能发挥更重要、更广阔的作用。
参 考 文 献
[1] 哈特穆特·弗赖施泰因、马丁 . 毛俊杰译德国铁路基础设施设计手册，北京：中国铁道出版社，2007。
[2] M·明克、W·福格尔. 土方工程的设计、土方工程的设计、施工与维护（Ril.836），慕尼黑：德国联邦铁路局，2000。
[3] 德国工业标准《平板载荷试验标准》（DINl8134），慕尼黑：德国建设与土木工程标准委员会，2001。
关键词 Ril.836 动态变形模量Evd 静态二次变形模量Ev2
中图分类号：U2 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
一 概述
中国土木总公司承建的利比亚南北铁路全长800多公里，是中国土木总公司承建最长的国外铁路新建项目。本项目利比亚业主方要求路基设计和施工采用德国铁路设计和施工标准，故对德标的研究成了本项目路基设计的重点和难点。
德国铁路路基设计主要采用的规范是Ril.836，即土方工程的设计、施工与维护。其中对于单线铁路、客混共线设计时速为160 Km/h的路基标准横断面图如下：
其中路基基床压实标准的控制参数主要采用的是动态变形模量Evd和静态二次变形模量Ev2。这两个检测指标是德国、法国及欧洲其他国家一直沿用的、成熟的路基压实标准。我国客运专线无碴轨道铁路路基设计和施工已经引入Evd和 Ev2作为路基压实质量控制指标。
二 Evd和Ev2原理的分析和研究
2.1动态变形模量Evd
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动态变形模量适用范围：适用于粒径不大干荷载板直径1/4的各类土、土石混合填料、非胶结路面基层及改良土，测试有效深度范围为400—500 mm。广泛适用于铁路、公路、机场、城市交通、港口、码头及工业与民用建筑的地基施工质量监控测试，也能适用于场地狭小的困难地段的检测，如路桥（涵）过渡段及路肩的检测。
2.2 静态二次变形模量Ev2
在荷载板试验应用过程中，常用的加载方式有单循环静载和二次循环静载。单循环静载是按每级40kPa加载，当每级加载完成后，每间隔一分钟读取百分表一次，直至两次读数符合沉降稳定要求，才能转到下一级荷载，直至试验最大荷载为止。二次循环静载也是按每级40kPa加载，分级加载到最后一级荷载的沉降稳定后，开始卸载，卸载梯度按最大荷载的0.5或0.25倍逐级进行，全部荷载卸除后记录其残余变形，之后又开始另一加载循环。采用d=30cm的荷载板试验计算变形模量时，荷载一直加到沉降值达5mm或承压板正应力达到0.5MPa为止。
为了更有效地分析土的变形性质和承载能力，德国标准采用了二次循环静载法，其结果采用静态二次变形模量Ev2表示，测试仪基本原理为：在施工现场通过圆形承载板和加载装置对土路基进行静态平板载荷试验，一次加载和卸载后，再进行二次加载，用测得的二次加载应力一位移（a-s）曲线来计算Ev2值的试验方法。由于土是弹塑性体，在板载荷试验中，一次加载后的卸载Q-S曲线上，Q为零时“并不为零，即土体由于塑性的存在发生了不可恢复的残余变形。二次加载时，由于已消除了土体的部分塑性变形，得到的二次加载a-s曲线更能反映土体的弹性变形能力。理论上，如果反复卸载、加载、再卸载、再加载，循环下去，则土体的塑性逐渐消除，最后得到的a-s曲线更接近于直线，就可反映出来土体的弹性性能。但通过试验發现，若循环反复进行加载和卸载试验需要大量的时间，给施工带来很大的不便，而二次加载曲线与后几次加载曲线的形状差别较小，可以认为二次加载曲线基本上可以反映土体自身的弹性性能。因此，用测得的二次加载曲线来计算土体在力的作用下抵抗变形的能力，即二次变形模量Ev2，并采用Ev2作为路基压实标准是比较科学、合理的。
变形模量Ev2试验适用于粒径不大于承载板直径l/4的各类土和土石混合填料，而且德国铁路路基规Ril.836中规定了Ev2的设计标准值，且二次变形模量Ev2的试验规程执行德国工业标准《平板载荷试验标准》（DINl8134）（2001年修订版）。
以上是对德标中动态变形模量Evd和静态二次变形模量Ev2的研究和分析，近年来随着我国高铁和客专的快速发展，已经形成了自己的Evd和Ev2的检测标准，并发布了相应的成熟规范，相信在以后的国内铁路建设中Evd和Ev2一定能发挥更重要、更广阔的作用。
参 考 文 献
[1] 哈特穆特·弗赖施泰因、马丁 . 毛俊杰译德国铁路基础设施设计手册，北京：中国铁道出版社，2007。
[2] M·明克、W·福格尔. 土方工程的设计、土方工程的设计、施工与维护（Ril.836），慕尼黑：德国联邦铁路局，2000。
[3] 德国工业标准《平板载荷试验标准》（DINl8134），慕尼黑：德国建设与土木工程标准委员会，2001。