铁路试验检测质量方法研究

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摘要：为了对铁路的路基质量进行试验检测，使路基的压实效果达到施工要求，保证铁路工程的质量和安全，需要采用有效的检测方法对路基进行检测，使检测指标之间的关系得到明确。文章采用力学指标检测方法对路基的压实系数K、地基系数K30及动态变形模量Evd进行了分析，结果发现压实系数能够呈现出路基的压实状态，地基系数和动态变形模量可以呈现出路基刚度及变形的情况。

关键词：铁路；试验检测；质量

铁路建设中的试验检测对铁路工程的质量有着重要的作用，通过试验检测可以使铁路的质量得到保障。在进行铁路建设的过程中，各个环节都需要开展试验检测，使铁路建设中的各个部分的质量达到标准。铁路试验检测所使用的方法需要通过研究来判断有效性，研究人员需要重视检测方法的应用，将方法进行完善，通过尝试来明确铁路试验检测的效果，使铁路工程的质量检测水平提高，对铁路的建设质量起到保障作用。

1铁路工程中路基压实质量的意义

铁路的路基压实质量作为铁路稳定性的重要内容，需要保证路基的压实质量达到要求。路基的压实系数小，会使施工材料之间的空隙变大，容易渗水，当铁路中的土壤成分和雨水结合，会使强度受到影响，在受到外力的作用时，会使路基出现变形，使稳定性降低。由此可见，铁路路基的压实质量对铁路的建设有着重要的作用。通过提升铁路路基压实的质量，使列车在行驶中能够保持平稳状态，当路基的压实度没有达到要求的时候，铁路的路基各个部分的填土高度会出现不均匀的现象，铁路路基固结的过程中路基会产生不同程度的沉降，沉降会使路基表层出现凹凸不平的特点，这使列车的行驶受到了不良的影响。提升铁路路基的压实质量还可以使路基的耐久性增强，路基的耐久性决定了铁路的使用时间，影响耐久性的因素包括路基强度、铁路稳定性及平稳性等。铁路的耐久性与铁路的路基压实质量有着直接的关联，铁路路基的压实质量需要考虑到铁路建设的要求，使铁路的耐久性能够得到提升，保障铁路的性能。

2土的压实原理

土在受到荷载作用的时候，密度会逐渐增加，孔隙率逐渐减小，承载的能力也会提升。在荷载过程中，土的物理性质等都会出现变化，土的压实中包括四个部分，分别为土颗粒重新分布排列、土颗粒填装、水气分离及土颗粒破碎，这些都是压实中的变化阶段。2.1土颗粒排列。土的结构排列比较复杂，有多种结构，在荷载的过程中，土体的结构出现了破坏，导致土颗粒需要重新进行排列。排列中，含水率对土体有着较大的影响，水可以使土颗粒变得更加的润滑，使颗粒之间的阻力减少，对土颗粒的排列起到了有效作用。2.2土颗粒填装。在土颗粒的填装中，土体中小颗粒进入到大颗粒的间隙之中，土体的级配会使这个阶段受到较大的影响。当土体的级配较好的时候，小颗粒土体可以被顺利地镶进大颗粒土体的空隙中，使土体中的孔隙减少，从而使土体的压实程度提高。如果土体的级配比较均匀，那么在填装中对压实的质量不会产生较大的影响。2.3土中水和气分离。非饱和的土体中，土的水和气体被挤出土体的情况，在饱和土体中，不需要考虑气体，仅仅考虑水分被挤出土体的情况。2.4土颗粒破碎土体在受到荷载的作用下，粒径大的颗粒会破碎变为小颗粒，在这个过程中土体的级配也会出现变化，同时，小颗粒会填充到大颗粒的空隙中。土颗粒的形状不同，当颗粒外观呈现出棱角分明的特点的时候，土颗粒的棱角会被其他颗粒磨掉，变得更加均匀。

3检测方法

为保证路基的工程质量，在铁路建设中，需引入压实质量检测方法进行检验，目前我国针对路基检测方法和手段，大致可分为物理指标检测法和抗力检测法两大类。3.1物理指标检测法。物理指标检测的方法可以将土体的压实程度反映出来，也是应用比较多的检测方法。其中包括相对密度、压实系数及孔隙率等内容，通过物理指标检测的方法的使用，在现场将检测得到的干容量及室内求取的最大干容量之间关系进行求值，结合数值的范围进行分析。检测的土体为细粒土的时候，采用物理指标检测方法可以得到准确的结果，而对粗粒土采用这种方法的效果不明显。基于此，针对不同类型的土体进行检测，需要对技术进行改善。比如，将现场的干容量测试点的试坑体积进行扩大，使干容量测仪器的直径得到调整等。这些方法在实际的应用中会受到一定的限制，应用较少。通过分析可知，物理指标检测方法不能对土体的承载性及抗变形能力等进行直接呈现，仅仅能间接评价填料的力学性质。3.2力学指标检测法。力学指标检测法也叫作抗力检测法，通过对土体在压实的状态呈现出的力学性质来进行判断，在检测中假设土体为一种弹塑性体，在承受荷载的条件下，塑性的变化越来越小，导致弹性模量逐渐扩大，直到不出现塑性变形或者弹性模量呈现稳定的时候，可以判断土体已经被压实。在检测中需要涉及地基系数K30、动态变形模量Evd试验等内容，采用力学指标检测可以避免土体在检测过程中不会受到破坏，当荷载增加的时候，土体结构中受到的影响的范围逐渐扩大，这样可以对范围中填土的情况进行分析。通过这种方法可以使土体的变形情况得到反馈，在铁路工程建设中使用比较广泛，但是在方法的具体选择中还需要根据检测的情况以及土体的特点等因素进行全面分析。

4检测结果指标对比

4.1铁路试验段路基检测。以某地的铁路试验段路基作为研究的对象，研究检测指标之间的关联情况，使铁路试验检测的效果得到科学的评估。检测指标中有压实系数K，地基系数K30，动态变形模量Evd等，在试验中取铁路试验段的路基进行研究，将相同的填料进行室内重型击实试验，之后获得含水量为6.8%和最大干密度2.21g/cm3的材料，根据施工的程序对含水率不同的材料进行压实。压实的过程中，采用机械进行静压、弱震、强震以及静压收光的流程来进行，通过检测可以得到相应的数据，结合数据的情况进行具体分析，取其中的检测数据进行研究，如表1所示。4.2路基压实检测对比。压实系数K增加的时候，地基系数K30、动态变形模量Evd没有随之增大，在检测中发现压实的路基的含水率有着直接的影响，根据试验结果来看地基系数K30和动态变形模量Evd之间具有良好的关联性。4.3路基压实检测分析。将松散的填料进行压实，压实的程度通过物理量压实系数K定量表达，土的三相介质中，路基的填料包括非饱和土，其中有固相、液相和气相。颗粒的大小及密实性对土体的力学性质有着较大的影响。同一种土体，颗粒的大小与级配不能发生变化，但是可以结合压实处理来使土体的力学性质得到改善。荷载下路基发生的变形是铁路施工中的重要问题，检测路基的刚度以及变形情况的方法较多，其中包括地基系数K30、动态变形模量Evd等，这些方法的相同之处是以平板载荷试验进行检测，荷载板的直径为300mm，采用的理论基础为弹性半空间体上圆形局部荷载公式内容。试验中的操作要点有着一定的差异，同时结果的处理方法和公式不同。地基系数K30主要用于检测土体在荷载在下沉量的基准值及相应的荷载强度与下沉量基准值之间的比值。将第一次检测得到的应力位移曲线中的s为1.25mm所对应的荷载σs，按K30=σs/s计算得到，单位MPa/m。地基系数K30在实际检测中是平板载荷试验成果应力-位移曲线上位移为1.25m点的割线模量，圆形荷载板式为E0=1.58（1-μ2）rσ/s，当取μ=0.21，则E0=1.5rK30，动态的变形模量Evd由轻型落锤仪器检测得到，可以对土体在落锤的荷载下出现的沉陷进行数值的检测，能够呈现出高速行驶的列车运动中出现的动应力对路基的影响，因此是高速铁路路基质量的有效检测方法之一。通过动态变形模量检测公式Evd=1.5×r×σ/s，得到的结果可以进行简化，将公式变为Evd=22.5/s，结合Evd和K30之间的关系来推导出K30的数值。结合通过压实系数K、动态变形模量Evd、地基系数K30的检测，使铁路的路基压实质量得到准确的分析，可以提高路基的稳定性。压实系数K能够反映路基压实状态；地基系数K30、动态变形模量Evd等反映路基刚度或变形且有良好的关联性。

5铁路试验中需要注意的问题

铁路的路基处理中一般为排水固结合并预压的方法，但是在实际的建设中，铺架工作会和施工进度之间出现矛盾，如果没有将铺架进行合理的安排，会使铁路工程的建设受到影响，导致进度减慢。为了避免这种现象，需要将铺架的工期进行恰当的安排，在一些路段进行路基增高的方式处理，减少预压所需的时间。当前，铁路建设中工程方将桥隧的建设作为主要内容，之后进行地基的施工，这种形式使施工中出现了不合理的问题。路基的沉降观测结果是铁路施工中重要的参考依据，需要对沉降进行全面的监测，使数据得到准确的记录，能够使数据具有完整的特点，避免数据的记录不完全或者存在误差，对动态设计及施工后沉降的计算造成影响。计算中需要大量的时间和人力，在测量中为了使效率提高，节省时间，可以将重复的计算减少，在实际的沉降观测中需要对观测的管理进行加强，避免观测中因设备的损坏而造成影响，使观测的效果减弱。当没有及时对设施进行检查的时候，可能因数据的错误而导致重复计算，这使观测中消耗的成本增加，同时还会导致试验中出现较多的误差，影响了路基施工的稳定性，导致路基质量下降。

6结束语

铁路工程施工中的质量需要结合试验检测来进行分析，通过检测方法的应用使铁路的建设质量能够得到直观的呈现，在检测中需要考虑到检测方法的适应特点，合理地采用检测方法对铁路进行分析。由于铁路的路基作为基础部分，对质量有着直接的影响，因此应在检测中分析路基的性质，采取有效的方法进行检测，提升路基的质量，使铁路工程能够达到质量要求，这对检测的发展也有着重要的作用。

参考文献：

[1]杨华.铁路工程试验检测中存在的问题及对策分析[J].中国标准化,2019(6):192-193.

[2]李海霞.铁路试验检测技术的发展与应用[J].建筑技术开发,2018,45(3):86-87.

作者:陈东云 单位:中铁十九局集团第六工程有限公司