隧道监控量测 (选测)ppt课件.ppt

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1、项目二任务三隧道监控量测仪器的认知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

2、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

3、。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

4、，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

5、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

6、：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

7、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

8、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