K30、Ev2、Evd检测技术_讲义材料

图2. 随机误差的校正示意

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1)当试验结果如图中曲线②时，曲线经坐标原点，可不校正。

2)当试验误差结果如图中曲线①时，应在曲线出现明显拐点的位置沿正常曲线延伸,使 交S轴于O1点,此时零点下移△S″,标准下沉量应为S1=Ss+△S″，并由此对应的荷载强度1 s 计算出Ks值。

3)当试验结果如图中曲线③时，应在曲线出现明显拐点的位置沿正常曲线曲率延伸,使 交S 轴于O3点，此时零点上移△S′，标准下沉量应为S3=SS-△S′，并由此对应的荷载强度3 s

计算出KS值。

1.10 K30平板载荷试验仪校验方法

1.10.1 K30 平板载荷试验仪在使用中应定期进行校验,以消除由于仪器自身系统液压 阻力变化所引起的测量误差。通过校验测定出实际加载值或实际荷载板正应力值与系 统压力表读数值之间的相关关系，建立其回归方程，并经整理绘制成图表，以作为K30 平板载荷试验的计算基础。

1.10.2 K30平板载荷试验仪校验的技术条件

1 试验仪配置的压力表、百分表（或电子数显表）应定期送检进行计量标定。 2 试验仪液压系统应不渗漏油。

3 用于校验的压力支架或压力机的承载能力应大于50 kN。

4 用于校验的压力机的计量误差应小于10 N，压力传感器计量误差应小于5N。 1.10.3 K30平板载荷试验仪的校验有以下二种方法：

1 测定实际加载值F 与压力表读数值P 压之间的相关关系

1）校验时，如图3 所示，将K30试验仪安放于压力支架或压力机上，其上端安置业 已送检过的测力仪。通过手动油泵对试验仪进行逐级增量加压直至加到预计的最大测 量载荷为止，按表2 记录每次增量加压后的测力仪和压力表的读数，反复进行三次， 以求出每次增量平均值。

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3 4 2 6 5 1

图3 校验方法1 示意

1-支架；2-测力仪；3-千斤顶；4-Ф30荷载板；5-压力表；6-手动油泵 表2 校验方法1 记录表

加 测力仪示值(kN) 压力表读数值P 压(MPa) 载 级 数

1 2 3 平均 实际加载

值F(kN) 1 2 3 平均

1 0 0 0 0 0 0.000 0.000 0.000 0.000

2 3 4 5 6 7 8

校验员 核验员 校验日期 年 月 日

2）整理校验数据后得出其回归方程为：

F ??BP压??A (2)

式中： F—实际加载值，（kN）；

P压—压力表读数，（MPa）；

B—斜率； A—截距。

3）在进行测试时，可根据公式(1)由P 压得出相对应的F 值并按 公式(2)计算出荷载板正应力σ值。

s = (F +W) A （3）

式中： σ—荷载板正应力，（MPa）； W—试验仪的基本重量，（kN）；

A—φ30cm 荷载板面积，706.86cm2。

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注：试验仪的基本重量W 包括千斤顶、荷载板及组装在板上的仪表支架等重量，至于测试过

程中在千斤顶上端增加的接杆重量，由于已被相应增加的系统阻力所抵消，故不予以考虑。 2 测定荷载板正应力σ与压力表读数值P 压之间的相关关系

1）校验时，如图4所示，将K30试验仪安放于压力支架或压力机上，其下端安置 业已送检过的压力传感器。通过手动油泵对试验仪进行逐级增量加压直至加 到预计的最大测量载荷为止，按表3 记录每次增量加压后的压力传感器和压 力表的读数，反复进行三次，以求出每次增量平均值。 1 2 3 4 5 6 7 8

图4 校验方法2 示意

1-支架；2-测力仪；3-千斤顶；4-Ф30 荷载板；5-压力表；6-手动油泵7-压力传感器；8- 传感器示值表

表3 校验方法２记录表

加 压力传感器示值(kN) 压力表读数值P 压(MPa) 载 级

数

1 2 3 平均 实际荷载板 正应力值 （MPa） 1 2 3 平均

1 0 0 0 0 0 0.000 0.000 0.000 0.000 2 0.04 3 0.08 4 0.12 5 0.16 6 0.20 7 0.24 8 0.28

校验员 核验员 校验日期 年 月 日

2）整理校验数据后得出其回归方程为： = bP + a s （4）

3）在进行测试时，可根据公式(３)由P 压得出相对应的σ值。

1.10.4 K30 平板载荷试验仪校验周期：在新仪器使用的前三个月内，应每月校验标定

压9

一次，以作出相应的误差修正，当三次标定的误差小于±5，即认为仪器已进入稳定期。但 仪器每次投入新工点使用前或每年必须予以校验一次。 1.11举例（德国工业标准DIN18134，2001年9月版）

德国工业标准DIN18134（2001年9 月版）中对EV2和Ks 平板载荷试验所采用的仪器

设备和试验方法做了具体的规定。德国铁路标准中采用EV2而不采用K30，对于公路和机场 等铺盖式建筑结构的测试，要获取地基系数ks原则上采用直径762mm的承载板，亦称为 DIN18134 —762 检测。

平板载荷试验所采用的位移测试设备的安装见图5。

EV2和Ks的测试在国际上普遍采用的是具有代表性的德国HMP马格德堡测量仪器制造 有限责任公司开发PDG 系列EV2和Ks 测试仪（见图6）。

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图例说明：

a）按照秤杆原理设计的可旋转的测量臂；位移测试时要考虑杠杆的比例hP:hM。 b）单轴可伸缩移动的测量臂;位移测试比例为1:1。 1、测量表，即位移传感器 5、荷载 2、支架 6、垂直支架 3、旋转点 7、支座 4、测量臂 8、触点

sM、s 位移测量表，即位移传感器 图5 带触点的位移测试装置图例 图6 PDG-K型EV2和Ks 测试仪的应用

其中，预压荷载为0.005MN/m2，并保持垂直状态，直到承载板的位移变化值小于

0.02mm/min，然后按照标准应力分别为0.04MN/m2, 0.008MN/m2, 0.14MN/ m 2和0.2MN/m2 分四个等级逐级递增加载检测。在每级检测的等侯时间均以位移变化量不超过0.02mm/min

为止。在卸载时，只需要中间分一级标准应力为0.08MN/m2即可。 地基系数ks由公式（5）计算：

ks = σ0 / s = σ0 / 0.00125 （5）

式中：ks —— 地基系数，单位： MN/m3； σ0 —— 平均标准应力，单位：MN/m2； s —— 承载板位移，单位： m。

例如：地基系数ks可通过表4 中的测试值计算得出。

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表4 测试值 加载阶段 序号 荷载

F kN

平均应力 σ0

MN/m2

承载板位移

s mm

0 4.56 0.010 0 1 18.24 0.040 0.31 2 36.48 0.080 0.56 3 63.85 0.140 0.97 4 91.21 0.200 1.53 5 36.48 0.080 1.16 6 0.00 0.000 0.57

应力—位移曲线（见图6）中有时可能会出现一个变曲点（反弯点），需要做一条切线 进行零点修正，并要将位移s*从修正的零点0*算起。 用修正过的零点0*和修正过的位移s*计算出的结果：

ks = σ0 / s* = 0.186 MN/m2 / 0.00125m = 148.8 MN/m3 图6 确定地基系数的应力—位移曲线 参考文献

1、铁道第一勘察设计院. 《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）.北京：中国铁道出版社，2004 2、德国工业标准.DIN18134.《平板载荷试验》.德国.2001 12

2、二次变形模量Ev2检测

2.1名词解释

2.1.1平板载荷试验

平板载荷试验的目的在于测出应力—位移曲线，并对地面的变形量与承载力的关系进行 分析计算，通过应力—位移曲线得出变形模量Ev。

在试验过程中，通过一圆形承载板和加载装置对地面进行反复依次地加载和卸载，将测 得的承载板下的标准应力σ0跟与之相应的逐个位移s以应力—位移曲线的形式显示在图表