隧道监控量测 (选测)PPT课件

1.对项目2任务3隧道监控量测仪器的认识。2.压力箱，应变仪，3。教学目标。学会安装压力箱和应变仪可以对测量数据进行处理和初步分析，从而对结构和设计进行简单的优化。压力盒主要用于长期监测土石坝、高层建筑、挡土墙、桥墩、地铁、铁路、隧道、路面和其他土木工程项目中的岩土压应力。在隧道中，压力箱主要测量围岩与初期支护间、初期支护与二次衬砌间、仰拱与围岩间的压力及其随时间的变化。5，测点布置：压力盒测点应布置在有代表性的断面的关键部位，如拱顶、拱腰、拱脚等。每个测量点都应逐个编号。测量：频率计用于收集压力箱的频率。根据压力箱的频率，将测量数据直接转换成相应的接触压力。6，7，围岩，一次支护和二次衬砌之间的接触压力，8，围岩，围岩和一次支护之间的接触压力，9，压力盒的埋设，10，2，应变仪的使用，适用于长期埋设在梁、挡土墙、柱衬砌、桩基、水工结构、支架、桥墩和混凝土结构的基础中，以监测应力大小和应变。在隧道中，应变仪主要测量钢拱的应变和应力及其随时间的变化。测量了一次喷射混凝土、二次衬砌和仰拱中混凝土的应变和应力及其随时间的变化。11，钢支撑应力测量，12，13，钢支撑应力测量，14，二次衬砌应力测量，15，16，17，传感器引线参考嵌入，18，lead，19，20、21，22，高坎隧道传感器引线盒，23，根据窑寨隧道断层破碎带的实际围岩条件，选择了YK47-232段。该段围岩主要为充填黄土，局部混有强风化灰岩碎块，整个岩体为泥夹石。岩体的整体稳定性较差，有些地方出现小规模崩塌。测试部分的正面照片如下图所示。姚宅隧道断层破碎带测量应力测试方案、测试断面工作面围岩、24、现场测试元素嵌入情况，25，2011年8月至2012年1月，姚宅隧道断层破碎带YK47 232段构造应力现场测试，历时6个月，通过半年的现场观测，获得了大量数据。断层破碎带构造应力分析结果，26，钢弦传感器全部用于该测试元件。其工作原理是将钢弦的应力转化为钢弦的振动频率。用频率计测量钢弦的振动频率，从而测量钢弦的应力变化。计算公式为：现场测试元件及其工作原理，其中：f测试元件受力后的钢弦频率；f .测试元件无应力时的钢弦频率；K校准系数与传感器结构有关，每个传感器不同。P测试元件上的力。27岁，压力箱数据处理和学习任务、监控和测量。医生，28岁，压力分布图(单位：千帕)，分析围岩与初期支护之间的压力测试结果，围岩与初期支护之间的接触压力呈不均匀分布，整体两侧基本对称，左拱腰和右拱腰压力较大，分别为105.6千帕和88.8千帕；分别；穹顶压力相对较小，为34.5千帕，这是由于穹顶应力完全释放，而左右壁的压力相对较小，分别为30.6千帕和28.8千帕，通常呈“猫耳”形分布。29岁，从时间曲线可以看出，拱顶和侧壁位置的初始压力变化范围不大，并且随着时间的推移也缓慢而轻微地增大。相比之下，衬砌拱腰处的压力随时间逐渐增大，围岩与初期支护之间的接触压力在二次衬砌应用72天后逐渐稳定，表明二次衬砌结构已经开始受力并发挥作用。，围岩与初期支护间压力测试结果分析，时间曲线，30，压力分布图(单位：千帕)、围岩与仰拱压力测试结果分析、时间曲线、仰拱与围岩接触压力随时间逐渐增大，尤其是B1、B2和B5位置的接触压力随时间增大，初期支护和围岩整体压力值大于仰拱压力值。B1位置压力为219千帕，B2位置压力为88千帕，B5位置压力为152千帕，这是由于仰拱与围岩之间的接触压力承受仰拱本身的垂直压力和大多数隧道衬砌的垂直压力。31岁，压力分布图(单位：千帕)，一次支护与二次衬砌间压力试验结果分析，时间曲线，一次支护与二次衬砌间压力分布不均匀，左侧接触压力略大于右侧，与一次支护与围岩间接触压力分布基本一致，主要是由于破碎带围岩条件下应力不均匀。从时间曲线来看，一次支护与二次衬砌之间的接触压力总体变化相对稳定，变化幅度较小，初始压力略有波动，直至44天后应力完全稳定。32岁，钢拱应力测试结果分析，钢拱内缘应力分布图的负号(单位：兆帕)表示受拉，正号表示受压，钢拱外缘应力分布图的负号(单位：兆帕)表示受拉，正号表示受压，钢拱以受压为主，其中内环拱冠、右拱腰、右墙和右拱脚的钢拱均受压。 当左拱腰、左墙和左拱脚都受拉时，最大值出现在右墙的E6处，最小值出现在左墙的E6处。除右墙外，外环均受压，最大值出现在左拱脚F1处，最小值出现在右拱脚F7处，钢拱承受58.5兆帕的压应力。在整个初期支护系统中， 钢拱受力较大，从中可以看出钢拱承受了较大的围岩荷载，对提高初期支护结构的整体强度起到了良好的支护效果。 33岁，钢拱架应力测试结果分析，钢拱架内缘时间曲线负号(单位：MPa)表示受拉，正号表示受压，钢拱架外缘时间曲线负号(单位：MPa)表示受拉，正号表示受压，钢拱架应力随时间波动较大，大部分测点应力随时间逐渐增大，个别测点应力随时间逐渐减小，直至二次衬砌后72天。钢拱的应力趋势发生明显变化，然后不同程度地降低并逐渐稳定，表明二次衬砌分担了初期支护的部分应力。钢拱在初期支护体系中的支护效果明显。对于断层破碎带的隧道，必须采用钢拱。钢拱在整个初期支护体系中起着很好的支撑作用。34岁，应力分布图的负号(单位：兆帕)表示拉伸，正号表示压缩，二次衬砌混凝土应力试验结果的分析，时间曲线的负号表示拉伸，正号表示压缩。从二次衬砌的应力分布图可以看出，隧道不同测点的混凝土应力差异很大，二次衬砌主要为拉应力，只有左拱腰为压应力，其余部分为拉应力，拱顶G3处拉应力最大。3.13兆帕，左壁G1处拉应力最小，为0.02兆帕，G2和G3处应力较大。整体左侧的应力大于右侧，这与二次衬砌与初期支护之间的接触压力基本一致。从时间曲线可以看出，除左拱腰外，二次衬砌混凝土应力随时间逐渐减小，应力增加相对较小。35岁，应力分布图的负号(单位：兆帕)表示拉伸，正号表示压缩，仰拱混凝土应力试验结果分析，时间曲线的负号表示拉伸，正号表示压缩。从仰拱混凝土的应力分布图可以看出，不同位置的混凝土应力差异很大，H1和H3位置的仰拱应力相对大于拱底H2位置，H1位置的混凝土压应力最大，为3.07兆帕，拱底H2位置的应力最小。 仰拱左侧受压，右侧受拉，这与仰拱与围岩之间的接触压力分布基本一致。 从仰拱时间曲线可以看出，仰拱混凝土的应力基本上随时间逐渐减小，应力变化较小，应力趋势曲线波动较小，约61天后应力逐渐趋于稳定。36，一次衬砌与二次衬砌的荷载分担率，以及一次衬砌与二次衬砌荷载分担率的试验结果分析，从表中可以看出：一次支护的荷载分担率为83.9%，二次衬砌的荷载分担率为16.1%；这表明在断层破碎带隧道施工中，以喷射混凝土、钢拱和锚杆为体系的初期支护结构承担了大部分荷载，与二次衬砌的结合有效地提高了支护体系的安全性和稳定性。在断层破碎带地质条件下修建隧道时，初期支护应根据主要承载结构进行设计，二次衬砌不应仅作为安全