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1、第三章施工監(jiān)控量測(cè),第一節(jié)概述 1、監(jiān)控量測(cè)目的 1)提供監(jiān)控設(shè)計(jì)的依據(jù)和信息; 2)指導(dǎo)施工,預(yù)報(bào)險(xiǎn)情; 3)校核工程理論,完善工程類比方法; 2、監(jiān)控量測(cè)的原理 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)獲得圍巖力學(xué)動(dòng)態(tài)和支護(hù)工作狀態(tài)的有關(guān)數(shù)據(jù)(信息)再通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)(信息)的數(shù)理和力學(xué)分析,來(lái)判斷圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性及工作狀態(tài),從而選擇和修正支護(hù)參數(shù)以及指導(dǎo)施工。 3、監(jiān)控量測(cè)的大致流程,,4、量測(cè)項(xiàng)目劃分 1)必測(cè)項(xiàng)目包括:圍巖和支護(hù)狀況觀察,洞內(nèi)周邊位移,拱頂下沉,地表下沉 2)選測(cè)項(xiàng)目包括:圍巖體內(nèi)位移,鋼支撐內(nèi)力及外力,圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力等 具體可見下表,隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目及量測(cè)方法,注
2、:B為隧道開挖寬度。,,第二節(jié) 必測(cè)項(xiàng)目的量測(cè)方法 1、地質(zhì)素描 與隧道施工進(jìn)展同步進(jìn)行的洞內(nèi)圍巖地質(zhì)(和支護(hù)狀況)的觀察及描述,通常稱為地質(zhì)素描。 2、水準(zhǔn)儀測(cè)拱頂下沉或地表下沉 隧道拱頂內(nèi)壁的絕對(duì)下沉量稱為拱頂下沉值,單位時(shí)間內(nèi)拱頂下沉值稱為拱頂下沉速度。該量測(cè)數(shù)據(jù)是確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性,判斷支護(hù)效果,指導(dǎo)施工工序,預(yù)防拱頂崩塌,保證施工質(zhì)量和安全的最基本的資料,水平儀觀測(cè)拱頂下沉,3、收斂計(jì)測(cè)坑道周邊相對(duì)位移 隧道內(nèi)壁面兩點(diǎn)連線方向的位移之和稱為“收斂”,此項(xiàng)量測(cè)稱“收斂量測(cè)”。收斂值為兩次量測(cè)的距離之差。 隧道施工中常用的收斂計(jì)為機(jī)械式的收斂計(jì)和數(shù)顯式收斂計(jì),第三節(jié) 量測(cè)計(jì)劃 1
3、、量測(cè)項(xiàng)目的選擇 2、測(cè)試斷面、測(cè)線、測(cè)點(diǎn)、測(cè)孔的布設(shè) 1)測(cè)試斷面的布置;測(cè)試斷面有兩種: 單一測(cè)試斷面; 綜合測(cè)試斷面。 2)測(cè)線、測(cè)點(diǎn)、測(cè)孔多為單數(shù),考慮拱頂、拱腰、拱腳、邊墻等特殊位置進(jìn)行布置;,3、量測(cè)期間及量測(cè)頻率的確定 1)量測(cè)期間的確定 確定量測(cè)期間的一般原則:對(duì)變形量小,收斂快的,其量測(cè)期間可短些;對(duì)變形量大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的,其量測(cè)期間就要長(zhǎng)一些;量測(cè)的開始時(shí)間應(yīng)盡量提早。一般要求,初始讀數(shù)的測(cè)取,應(yīng)在開挖后24h(最好12h)內(nèi)完成,且應(yīng)在下一循環(huán)開挖前完成。 2)量測(cè)頻率的確定 一般在埋設(shè)后115天內(nèi)每天測(cè)1至2次,1630天每2天測(cè)一次,30天以后可每
4、周測(cè)一次,90天后可每月測(cè)一次。,第四節(jié)量測(cè)數(shù)據(jù)分析 1、數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容包括: 繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨時(shí)間變化的曲線時(shí)態(tài)曲線; 繪制位移速率、應(yīng)力速率、應(yīng)變速率隨時(shí)間變化的曲線; 繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨開挖面推進(jìn)變化的曲線空間曲線; 繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨圍巖深度變化的曲線; 繪制接觸壓力、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力在隧道橫斷面上分布圖。,2、位移時(shí)代曲線,a,b,c,d,1)當(dāng)位移速率很快變小,時(shí)態(tài)曲線很快平緩,如圖a,表明圍巖穩(wěn)定性好,可適當(dāng)減弱支護(hù)。 2)當(dāng)位移速率逐漸變小,即d2u/dt20,時(shí)態(tài)曲線趨于平緩,如圖b,表明圍巖變形趨于穩(wěn)定,可正常施工。 3)當(dāng)位移速率不變,即d2u/dt2=0,
5、時(shí)態(tài)曲線直線上升,如圖c,表明圍巖變形急劇增長(zhǎng),無(wú)穩(wěn)定趨勢(shì),應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)支護(hù),必要時(shí)暫停掘進(jìn)。 4)當(dāng)位移速率逐步增大,即d2u/dt20,時(shí)態(tài)曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn),如圖d,表明圍巖已處于不穩(wěn)定狀態(tài),應(yīng)停止掘進(jìn),及時(shí)采取加固措施。,3、回歸分析 1)由于量測(cè)誤差所造成的離散性,按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)所繪制的位移等物理量隨時(shí)間或空間變化的散點(diǎn)圖上下波動(dòng),很不規(guī)則,難以用來(lái)分析。 2)回歸分析是目前量測(cè)數(shù)據(jù)處理的主要方法,通過(guò)對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)回歸分析可以預(yù)測(cè)最終值和各階段的變化速率。 3)常用的回歸曲線方程有以下幾種:,對(duì)數(shù)函數(shù),指數(shù)函數(shù),雙曲函數(shù),,u位移值(mm); a、b回歸系數(shù); t量測(cè)時(shí)間(d);,4、回歸分析的步驟 作時(shí)態(tài)曲線 (實(shí)測(cè)值與時(shí)間的關(guān)系曲線) 畫散點(diǎn)圖; 用光滑曲線連接各實(shí)測(cè)點(diǎn),找出實(shí)測(cè)值與時(shí)間的實(shí)驗(yàn)曲線; 根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線的形態(tài),找出實(shí)測(cè)值與時(shí)間的方程表達(dá)式 回歸分析的相關(guān)概念 相關(guān)關(guān)系:兩個(gè)變量之間存在著密切的聯(lián)系,其中一個(gè)變量變化,另一個(gè)變量也隨之變化,但無(wú)法用一個(gè)變量去精確地計(jì)算另一個(gè)。 回歸分析:就是研究相關(guān)關(guān)系的一種數(shù)學(xué)工具。 回歸分析的目的:是對(duì)一系列具有內(nèi)在規(guī)律的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通過(guò)處理和計(jì)算得到兩個(gè)變量間的函數(shù)關(guān)系式。,5、判斷標(biāo)準(zhǔn) 圍巖位移的“判斷標(biāo)準(zhǔn)”包括三個(gè)方面: 位移量(絕對(duì)或相對(duì)); 位移速度; 位移加速度。,桂林溪流,