隧道监控量测(选测)课件

隧道监控量测(选测)压力盒应变计教学目标学会安装压力盒、应变计能够对量测数据进行处理，并进行初步分析，可以对施工和设计进行简单的优化。一、压力盒的使用

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、路面等土木工程所受到的岩土体压应力。在隧道中，压力盒主要测量围岩与初期支护间、初期支护与二次衬砌间、仰拱与围岩之间的压力及其随时间变化；

测点布设：应把压力盒测点布设在具有代表性的断面的关键部位上，如拱顶、拱腰、拱脚等，并对各测点逐一进行编号。量测：采用频率计采集压力盒频率，根据压力盒的频率，将量测数据直接换算成相应的接触压力。

围岩初期支护与二次衬砌接触压力围岩围岩与初期支护接触压力压力盒埋设二、应变计的使用

适用于长期埋设在混凝土结构的梁、挡土墙、柱衬砌、桩基、水工建筑物、支撑、墩与底脚中，监测其应力大小与应变量。

在隧道中，应变计主要测量钢拱架的应变和应力及其随时间变化；测量初支喷射混凝土、二衬和仰拱中混凝土的应变和应力及其随时间变化。

钢支撑应力量测钢支撑应力量测

二衬应力量测传感器导线的引用埋设引线高坎隧道传感器导线盒根据瑶寨隧道断层破碎带现场实际围岩条件，选取了YK47+232断面，此断面围岩以充填型黄土为主，局部夹有块碎状强风化灰岩，整体呈泥夹石状，岩体整体稳定性差，局部有小坍塌。测试断面掌子面照片如下图所示。瑶寨隧道断层破碎带量测受力测试方案测试断面掌子面围岩现场测试元件埋设情况瑶寨隧道断层破碎带YK47+232断面结构受力现场测试从2011年8月开始至2012年1月，历时6个月的时间，通过半年的现场观测，获得了大量数据。断层破碎带结构受力结果分析本次测试元件全部采用钢弦式传感器。其工作原理是由钢弦的应力变化转变为钢弦震动频率的变化，通过频率仪来测定钢弦震动频率，从而测出钢弦应力的变化。其计算公式为：现场测试元件及其工作原理

式中：f——测试元件受力后钢弦的频率；

f。——测试元件未受力时钢弦的频率；

K——标定系数，与传感器构造有关，各传感器均不相同；

P——测试元件所受的力。压力盒数据处理学习任务监控量测.doc压力分布图（单位：kPa）围岩与初期支护之间压力测试结果分析围岩与初期支护之间的接触压力呈不均匀分布，总体看两侧基本对称，其中左拱腰和右拱腰压力相对较大，分别为105.6KPa和88.8KPa；拱顶的压力相对较小，为34.5KPa，这是由于拱顶应力充分释放的原因，而左、右边墙的压力相对较小，分别为30.6KPa和28.8KPa，总体呈‘猫耳朵’状分布。从时态曲线可知，拱顶和边墙位置的压力起始变化幅度都不大，随时间也是缓慢小幅度增长，相比较而言，衬砌拱腰位置的压力随时间逐渐大幅度增大，直到72天二衬施作后围岩与初期支护的接触压力才逐渐稳定下来，说明二衬结构已经开始受力，发挥作用。围岩与初期支护之间压力测试结果分析时态曲线压力分布图（单位：kPa）围岩与仰拱之间压力测试结果分析时态曲线仰拱与围岩的接触压力随时间变化逐渐增大，特别是B1、B2、B5位置处随时间变化接触压力增大幅度较大，而且仰拱整体所受压力值相比较初支与围岩压力值较大，其中B1位置所受压力为219KPa，B2位置所受压力为88KPa，B5位置所受压力为152KPa，这是由于仰拱与围岩接触压力承受了仰拱本身的垂直压力以及大部分隧道衬砌所受的垂直压力所致。压力分布图（单位：kPa）初支与二衬之间压力测试结果分析时态曲线初期支护与二次衬砌之间压力分布不均匀，左侧接触压力比右侧接触压力略大，这与初支与围岩接触压力分布基本一致，主要原因是由于破碎带处的围岩条件下的受力不均匀。从时态曲线上来看，初期支护与二次衬砌的接触压力总体变化比较平稳，振幅变化较小，起始压力有些小幅度的波动，直到44天后受力完全稳定。钢拱架应力测试结果分析钢拱架内缘应力分布图（单位：MPa）负号表示受拉，正号表示受压钢拱架外缘应力分布图（单位：MPa）负号表示受拉，正号表示受压钢拱架以受压为主，其中内环拱顶、右拱腰、右边墙及右拱脚处钢拱架均受压，而左拱腰、左边墙和左拱脚均受拉，最大值出现在右边墙E6处钢拱架所受压应为59.4MPa，最小值出现在左边墙E2处钢拱架所受拉应力为5.3MPa。外环除右边墙外全部受压，最大值出现在左拱脚F1处钢拱架所受压应为58.5MPa，最小值出现在右拱脚F7处钢拱架所受压应力为25.4MPa。在整个初期支护系统中钢拱架所受应力较大，从中可看出钢拱架承受了围岩较大的荷载，这样对提高初期支护结构的整体强度，起到了很好的支护效果。钢拱架应力测试结果分析钢拱架内缘时态曲线（单位：MPa）负号表示受拉，正号表示受压钢拱架外缘时态曲线（单位：MPa）负号表示受拉，正号表示受压钢拱架应力随时间变化波动较大，大部分测点处的应力随时间逐渐增大，个别测点处应力随时间逐渐减小，直到72天施作二次衬砌后，钢拱架应力走势明显出现转折，之后均有不同程度的减小并逐步趋于稳定，说明二次衬砌分担了初期支护的一部分应力，初期支护系统中钢拱架的支护效果比较明显，对于断层破碎带处隧道来说，施作钢拱架是很有必要的，钢拱架在整个初期支护系统中起到了很好的支护作用。应力分布图（单位：MPa）负号表示受拉，正号表示受压二衬混凝土应力测试结果分析时态曲线负号表示受拉，正号表示受压由二次衬砌应力分布图可以看出，隧道不同位置测点处的混凝土应力差别较大，二次衬砌以拉应力为主，只有左拱腰是压应力，其余部位都是拉应力，拱顶G3位置处拉应力最大，为3.13MPa，左边墙G1位置处拉应力最小，为0.02MPa，在G2、G3位置出现了较大应力，整体左侧受力大于右侧受力，这与二衬与初支接触压力基本一致。从时态曲线可以看出，二次衬砌中的混凝土应力除左拱腰外基本都是随时间逐渐减小，相对来说应力增幅较小。应力分布图（单位：MPa）负号表示受拉，正号表示受压仰拱混凝土应力测试结果分析时态曲线负号表示受拉，正号表示受压由仰拱混凝土应力分布图可以看出，不同位置混凝土的应力差别较大，仰拱在H1和H3位置处的应力比拱底H2位置处的应力相对较大，H1位置处的混凝土压应力最大，为3.07MPa，拱底H2位置处应力最小，为1.72MPa，仰拱左侧受压，右侧受拉，这与仰拱与围岩接触压力分布基本一致。从仰拱时态曲线可以看出，仰拱混凝土应力基本随时间逐渐减小，应力变化较小，应力走势曲线波动较小，大约在61天后应力逐渐趋于稳定。一次衬砌与二次衬砌所受荷载分担比初衬与二衬荷载分担比测试结果分析

荷载测点围岩与初期支护的接触压力(KPa)荷载分担比（%）荷载分担比平均值（%）初支与二次衬砌的接触压力(KPa)荷载分担比（%）荷载分担比平均值（%）左边墙30.669.383.913.630.716.1左拱腰105.689.112.910.9拱顶34.576.310.723.7右拱腰88.890.79.19.3右边墙28.875.89.224.2

从表中可以看出：初期支护荷载分担比为83.9%，二次衬砌荷载分担比为16.1%；这说明在断层破碎带处隧道施工中，以喷射混凝土、钢拱架和锚杆为系统的初期支护作为主要的隧道支护结构承担了绝大部分的荷载，与二次衬砌结合有效的提高了支护系统的安全性和稳定性。在断层破碎带地质条件下修筑隧道时，初支应该按照主要的承载结构来设计，而二次衬砌在设计时，不能仅仅作为安全储备考虑来设计，应提升对二衬的设计的级别。在各测点的数据中，可以看出，初期支护在左拱腰位置处承担的荷载为89.1%，右拱腰位置处承担的荷载为90.7%，远远大于初期支护承担的平均荷载，所以在隧道施工过程中应加强对拱腰部位的监控。历史ⅱ岳麓版第13课交通与通讯的变化资料精品课件欢迎使用[自读教材·填要点]一、铁路，更多的铁路1．地位铁路是

建设的重点，便于国计民生，成为国民经济发展的动脉。2．出现1881年，中国自建的第一条铁路——唐山

至胥各庄铁路建成通车。1888年，宫廷专用铁路落成。交通运输开平3．发展(1)原因：①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的

。②修路成为中国人

的强烈愿望。(2)成果：1909年

建成通车；民国以后，各条商路修筑权收归国有。4．制约因素政潮迭起，军阀混战，社会经济凋敝，铁路建设始终未入正轨。修筑权救亡图存京张铁路二、水运与航空1．水运(1)1872年,

正式成立，标志着中国新式航运业的诞生。(2)1900年前后，民间兴办的各种轮船航运公司近百家，几乎都是在列强排挤中艰难求生。2．航空(1)起步：1918年，附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始研制

。(2)发展：1918年，北洋政府在交通部下设“

”；此后十年间，航空事业获得较快发展。轮船招商局水上飞机筹办航空事宜处三、从驿传到邮政1．邮政(1)初办邮政：1896年成立“大清邮政局”，此后又设

，邮传正式脱离海关。(2)进一步发展：1913年，北洋政府宣布裁撤全部驿站；1920年，中国首次参加

。邮传部万国邮联大会2．电讯(1)开端：1877年，福建巡抚在

架设第一条电报线，成为中国自办电报的开端。(2)特点：进程曲折，发展缓慢，直到20世纪30年代情况才发生变化。3．交通通讯变化的影响(1)新式交通促进了经济发展，改变了人们的通讯手段和

，

转变了人们的思想观念。(2)交通近代化使中国同世界的联系大大增强，使异地传输更为便捷。(3)促进了中国的经济与社会发展，也使人们的生活

。台湾出行方式多姿多彩[合作探究·提认知]

电视剧《闯关东》讲述了济南章丘朱家峪人朱开山一家，从清末到九一八事变爆发闯关东的前尘往事。下图是朱开山一家从山东辗转逃亡到东北途中可能用到的四种交通工具。依据材料概括晚清中国交通方式的特点，并分析其成因。提示：特点：新旧交通工具并存(或：传统的帆船、独轮车，近代的小火轮、火车同时使用)。

原因：近代西方列强的侵略加剧了中国的贫困，阻碍社会发展；西方工业文明的冲击与示范；中国民族工业的兴起与发展；政府及各阶层人士的提倡与推动。[串点成面·握全局]一、近代交通业发展的原因、特点及影响1．原因(1)先进的中国人为救国救民，积极兴办近代交通业，促进中国社会发展。(2)列强侵华的需要。为扩大在华利益，加强控制、镇压中国人民的反抗，控制和操纵中国交通建设。(3)工业革命的成果传入中国，为近代交通业的发展提供了物质条件。2．特点(1)近代中国交通业逐渐开始近代化的进程，铁路、水运和航空都获得了一定程度的发展。(2)近代中国交通业受到西方列强的控制和操纵。(3)地域之间的发展不平衡。3．影响(1)积极影响：促进了经济发展，改变了人们的出行方式，一定程度上转变了人们的思想观念；加强了中国与世界各地的联系，丰富了人们的生活。(2)消极影响：有利于西方列强的政治侵略和经济掠夺。1．李鸿章1872年在上海创办轮船招商局，“前10年盈和，成为长江上重要商局，招商局和英商太古、怡和三家呈鼎立之势”。这说明该企业的创办 (

)A．打破了外商对中国航运业的垄断B．阻止了外国对中国的经济侵略C．标志着中国近代化的起步D．使李鸿章转变为民族资本家解析：李鸿章是地主阶级的代表，并未转化为民族资本家；洋务运动标志着中国近代化的开端，但不是具体以某个企业的创办为标志；洋务运动中民用企业的创办在一定程度上抵制了列强的经济侵略，但是并未能阻止其侵略。故B、C、D三项表述都有错误。答案：A二、近代以来交通、通讯工具的进步对人们社会生活的影响(1)交通工具和交通事业的发展，不仅推动各地经济文化交流和发展，而且也促进信息的传播，开阔人们的视野，加快生活的节奏，对人们的社会生活产生了深刻影响。(2)通讯工具的变迁和电讯事业的发展，使信息的传递变得快捷简便，深刻地改变着人们的思想观念，影响着人们的社会生活。2．清朝黄遵宪曾作诗曰：“钟声一及时，顷刻不少留。虽有万钧柁，动如绕指柔。”这是在描写 (

)A．电话B．汽车C．电报 D．火车解析：从“万钧柁”“动如绕指柔”可推断为火车。答案：D[典题例析][例1]上海世博会曾吸引了大批海内外人士利用各种交通工具前往参观。然而在19世纪七十年代，江苏沿江居民到上海，最有可能乘坐的交通工具是 (

)A．江南制造总局的汽车B．洋人发明的火车C．轮船招商局的轮船D．福州船政局的军舰[解析]由材料信息“19世纪七十年代，由江苏沿江居民到上海”可判断最有可能是轮船招商局的轮船。[答案]

C[题组冲关]1．中国近代史上首次打破列强垄断局面的交通行业是(

)A．公路运输 B．铁路运输C．轮船运输 D．航空运输解析：根据所学1872年李鸿章创办轮船招商局，这是洋务运动中由军工企业转向兼办民用企业、由官办转向官督商办的第一个企业。具有打破外轮垄断中国航运业的积极意义，这在一定程度上保护了中国的权利。据此本题选C项。答案：C2.右图是1909年《民呼日报》上登载的一幅漫画，其要表达的主题是(

)A．帝国主义掠夺中国铁路权益B．西方国家学习中国文化C．西方列强掀起瓜分中国狂潮D．西方八国组成联军侵略中国解析：从图片中可以了解到各国举的灯笼是火车形状，20世纪初的这一幅漫画正反映了帝国主义掠夺中国铁路权益。B项说法错误，C项不能反映漫画的主题，D项时间上不一致。答案：A[典题例析][例2]

(2010·福建高考)上海是近代中国茶叶的一个外销中心。1884年，福建茶叶市场出现了茶叶收购价格与上海出口价格同步变动的现象。与这一现象直接相关的近代事业是(

)A．电报业 B．大众报业C．铁路交通业 D．轮船航运业[解析]材料主要反映了信息交流的快捷，故选A。[答案]

A[题组冲关]3．假如某爱国实业家在20世纪初需要了解全国各地商业信息，可采用的最快捷的方式是 (

)A．乘坐飞机赴各地了解B．通过无线电报输送讯息C．通过互联网D．乘坐火车赴各地了解解析：本题考查中国近代物质生活的变迁。注意题干信息“20世纪初”“最快捷的方式”，因此应选B，火车速度远不及电报快。20世纪30年代民航飞机才在中国出现，互联网出现在20世纪90年代。答案：B4．下列不属于通讯工具变迁和电讯事业发展影响的是(

)A．信息传递快捷简便B．改变着人们的思想观念C．阻碍了人们的感情交流D．影响着人们的社会生活解析