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1、第三章施工監(jiān)控量測,第一節(jié)概述 1、監(jiān)控量測目的 1)提供監(jiān)控設計的依據(jù)和信息; 2)指導施工,預報險情; 3)校核工程理論,完善工程類比方法; 2、監(jiān)控量測的原理 通過現(xiàn)場量測獲得圍巖力學動態(tài)和支護工作狀態(tài)的有關數(shù)據(jù)(信息)再通過對這些數(shù)據(jù)(信息)的數(shù)理和力學分析,來判斷圍巖和支護結構體系的穩(wěn)定性及工作狀態(tài),從而選擇和修正支護參數(shù)以及指導施工。 3、監(jiān)控量測的大致流程,,4、量測項目劃分 1)必測項目包括:圍巖和支護狀況觀察,洞內(nèi)周邊位移,拱頂下沉,地表下沉 2)選測項目包括: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間壓力等 具體可見下表,隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及量測方法,注
2、:B為隧道開挖寬度。,,第二節(jié) 必測項目的量測方法 1、地質素描 與隧道施工進展同步進行的洞內(nèi)圍巖地質(和支護狀況)的觀察及描述,通常稱為地質素描。 2、水準儀測拱頂下沉或地表下沉 隧道拱頂內(nèi)壁的絕對下沉量稱為拱頂下沉值,單位時間內(nèi)拱頂下沉值稱為拱頂下沉速度。該量測數(shù)據(jù)是確認圍巖的穩(wěn)定性,判斷支護效果,指導施工工序,預防拱頂崩塌,保證施工質量和安全的最基本的資料,水平儀觀測拱頂下沉,3、收斂計測坑道周邊相對位移 隧道內(nèi)壁面兩點連線方向的位移之和稱為“收斂”,此項量測稱“收斂量測”。收斂值為兩次量測的距離之差。 隧道施工中常用的收斂計為機械式的收斂計和數(shù)顯式收斂計,第三節(jié) 量測計劃 1
3、、量測項目的選擇 2、測試斷面、測線、測點、測孔的布設 1)測試斷面的布置;測試斷面有兩種: 單一測試斷面; 綜合測試斷面。 2)測線、測點、測孔多為單數(shù),考慮拱頂、拱腰、拱腳、邊墻等特殊位置進行布置;,3、量測期間及量測頻率的確定 1)量測期間的確定 確定量測期間的一般原則:對變形量小,收斂快的,其量測期間可短些;對變形量大,持續(xù)時間長的,其量測期間就要長一些;量測的開始時間應盡量提早。一般要求,初始讀數(shù)的測取,應在開挖后24h(最好12h)內(nèi)完成,且應在下一循環(huán)開挖前完成。 2)量測頻率的確定 一般在埋設后115天內(nèi)每天測1至2次,1630天每2天測一次,30天以后可每
4、周測一次,90天后可每月測一次。,第四節(jié)量測數(shù)據(jù)分析 1、數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容包括: 繪制位移、應力、應變隨時間變化的曲線時態(tài)曲線; 繪制位移速率、應力速率、應變速率隨時間變化的曲線; 繪制位移、應力、應變隨開挖面推進變化的曲線空間曲線; 繪制位移、應力、應變隨圍巖深度變化的曲線; 繪制接觸壓力、支護結構應力在隧道橫斷面上分布圖。,2、位移時代曲線,a,b,c,d,1)當位移速率很快變小,時態(tài)曲線很快平緩,如圖a,表明圍巖穩(wěn)定性好,可適當減弱支護。 2)當位移速率逐漸變小,即d2u/dt20,時態(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)當位移速率不變,即d2u/dt2=0,
5、時態(tài)曲線直線上升,如圖c,表明圍巖變形急劇增長,無穩(wěn)定趨勢,應及時加強支護,必要時暫停掘進。 4)當位移速率逐步增大,即d2u/dt20,時態(tài)曲線出現(xiàn)反彎點,如圖d,表明圍巖已處于不穩(wěn)定狀態(tài),應停止掘進,及時采取加固措施。,3、回歸分析 1)由于量測誤差所造成的離散性,按實測數(shù)據(jù)所繪制的位移等物理量隨時間或空間變化的散點圖上下波動,很不規(guī)則,難以用來分析。 2)回歸分析是目前量測數(shù)據(jù)處理的主要方法,通過對量測數(shù)據(jù)回歸分析可以預測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量測時間(d);,4、回歸分析的步驟 作時態(tài)曲線 (實測值與時間的關系曲線) 畫散點圖; 用光滑曲線連接各實測點,找出實測值與時間的實驗曲線; 根據(jù)實驗曲線的形態(tài),找出實測值與時間的方程表達式 回歸分析的相關概念 相關關系:兩個變量之間存在著密切的聯(lián)系,其中一個變量變化,另一個變量也隨之變化,但無法用一個變量去精確地計算另一個。 回歸分析:就是研究相關關系的一種數(shù)學工具。 回歸分析的目的:是對一系列具有內(nèi)在規(guī)律的測試數(shù)據(jù)進行處理,通過處理和計算得到兩個變量間的函數(shù)關系式。,5、判斷標準 圍巖位移的“判斷標準”包括三個方面: 位移量(絕對或相對); 位移速度; 位移加速度。,桂林溪流,