周紹兵

（中鐵一局集團第五工程有限公司，陜西 寶雞721000）

1 試驗設計

1.1 路基填料土工參數(shù)

試驗工點的路段是30t 軸重鐵路DK92+064+475 以及DK93+526+759，以該路段為研究對象的主要原因是該地地勢較低，線路主要以填方的形式通過，路堤的中心高度為5m～6m，經(jīng)調(diào)查分析填料顆粒試驗可知：2mm～5mm 粒徑為0.05%左右，0.075mm～2mm 粒徑為0.28%左右，0.005mm～0.075mm 粒徑為82.97%左右，其余是0.005mm 以下粒徑。

1.2 試驗方案

為進一步明確K30試驗值在各種因素影響下，其預壓荷載以及填土含水分布狀況等變化狀態(tài)，以實際施工進度為基礎，挑選基床下面位置處的路堤之中的多個土層[1]，制定以下試驗方案：

1）在標準狀態(tài)下，對粉質(zhì)黏土填料做K30試驗，得出15 個點測試數(shù)據(jù)。

2）在各種加載變形時間處于穩(wěn)定標準狀態(tài)下，對粉質(zhì)黏土填料進行K30試驗，該試驗的加載間隔分別是2min 以及3min，一共進行16 個點的測試，試驗分成8 組。

3）在各種預壓荷載狀態(tài)下，對粉質(zhì)黏土填料進行K30試驗，該實驗的預壓荷載主要分為4 種，分別是0.02MPa、0.04MPa、0.06MPa 以及0.08MPa，共進行8 個點的測試，試驗分成2 組。

4）在各種含水狀態(tài)下，對粉質(zhì)黏土填料進行K30試驗，試驗分成3 組，實驗結(jié)果由對比浸水以及不浸水的填料得出。

2 試驗設備

進行檢測試驗時，所用設備如下：

1）液壓千斤頂：該設備輸出壓力的最大值可達到700N/cm2，精度為0.4 級。

2）反力設備：反壓機械主要包括平地裝置以及裝載裝置等。

3）其他設備：承載板、支撐座、水平尺、刮刀等。

3 試驗數(shù)據(jù)與分析

3.1 壓力表標定

壓力表數(shù)據(jù)和壓力板底的荷載強度關系如下：

式中，P為油壓表，MPa；δ為壓力板實際底荷載強度，MPa。

3.2 標準條件下的K30 試驗

在一般情況下，對DK92+064+475 基床以下路堤中的多個土層做K30試驗，測試的數(shù)量為15 個，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 標準條件下K30 試驗數(shù)據(jù)表

由數(shù)據(jù)可知，該實驗結(jié)果的平均數(shù)據(jù)在94.3MPa/m 左右，加載試驗進行時，荷載穩(wěn)定時間大都在5min 左右。

3.3 分級加載時間間隔不同條件下的K30 試驗

當荷載時間為2min 時，進一步對DK93+526+759基床以下路堤中的填土層做K30試驗，其中，測試點的數(shù)量為19 個，具體試驗數(shù)據(jù)如下：最大值為175MPa/m，平均值為96.3MPa/m，最小值為41.5MPa/m，均方差為32.1MPa/m，變異系數(shù)為0.333。

當加載穩(wěn)定時間為2min 時，進行K30試驗的路段和處在標準狀態(tài)下的K30試驗路段之間距離1km 左右，路基填料都位于一個取土場，因此，試驗數(shù)據(jù)具有良好的參考價值[2]。由表1 以及上述數(shù)據(jù)可知，當加載時間為2min 時，K30試驗的平均值為96.4MPa/m，但試驗規(guī)程的平均數(shù)值為94.3MPa/m，兩者相差1.02%，測試值差異比較小，然而兩者的加載穩(wěn)定時間差距懸殊，前者是后者的40%，由此可知，前者的檢測效率要遠遠高于后者。

3.4 不同預壓荷載條件下的K30 試驗

使用DK92+064+475 以及DK26+759 兩個路段之處的基床以下路堤填土進行K30試驗，由此進一步研究預壓荷載變化對K30數(shù)值所造成的影響，具體曲線變化范圍見圖1。

圖1 K30 隨預壓荷載變化曲線

從圖1 可知：在預壓荷載數(shù)值增加的情況下，K30逐漸變大。當預壓荷載比0.04MPa 小或比0.06MPa 大的時候，K30值呈現(xiàn)緩慢增長狀態(tài)，當預壓荷載處于0.04MPa～0.06MPa 時，K30數(shù)值的增加最為明顯。

之所以增加預壓荷載，主要是為避免承載板在和測試面進行接觸時產(chǎn)生變形[3]。隨著預壓荷載的變大，荷載-沉降具體變化情況見圖2。通過分析可得：如果預壓荷載比較小，那么不可能消除荷載板和測試面之間存在的變形問題，初始時間荷載-時間曲線呈現(xiàn)下凹狀態(tài)，倘若此時不加以改正，那么得出的K30測試值則會偏??；倘若預壓荷載正好可消除變形，那么就說明荷載-時間曲線是正常的，K30測試值也具有說服力；如果預壓荷載較大，初始時間荷載-時間曲線的變形比較緩慢，那么會使K30數(shù)值較大。

圖2 不同預壓荷載下的荷載-沉降曲線

3.5 填土不同含水條件下的K30 試驗

在含水量不同的情況下，進一步對DK92+064+475 的基床以下位置處的路堤填土做K30試驗，研究含水條件對K30數(shù)值造成的干擾，具體數(shù)據(jù)見表2。

通過分析表2 可得：浸水以后的路基實際含水率達到20.9%，但K30值減少到66.2MPa/m。

表2 不同含水率條件下的K30 試驗數(shù)據(jù)對比

通過分析上述試驗，得出以下結(jié)論：

1）倘若改變K30試驗的標準，那么會使K30試驗數(shù)值發(fā)生變化，倘若將變形穩(wěn)定的標準變成2min～3min 時間間隔標準，那么試驗數(shù)值會在5%以內(nèi)有所變化，并且測試時間會大大減少，大約減少40%～60%，檢測速度顯著提高。

2）實踐表明，K30試驗的具體數(shù)值與預壓荷載密切相關，兩者是正相關的關系，以≤0.04MPa 的實際預壓荷載最為合適。

3）當路基的主要填料是細顆粒土時，填土的實際含水量從處于最優(yōu)含水量條件下的項目碾壓狀態(tài)變成接近飽和的狀態(tài)，此時K30值明顯減少，大概比原來少50%。所以，路基填筑工程施工過程中，施工者要重視填料的實際含水量，明確含水量的變化范圍，加強建設防排水體系的力度，讓路基保持優(yōu)良狀態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，K30試驗為鐵路路基項目之中不可缺少的試驗，是檢測填土壓實實際質(zhì)量水平的關鍵，預壓荷載的大小以及路基填土的含水量等因素都會影響K30試驗的結(jié)果，所以各大項目在進行K30試驗時，要嚴格控制各種條件，得出準確數(shù)據(jù)，為項目提供參考標準。