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[其他]隧道量测中最重要的物理量是什么? [复制链接]

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离线sungyeh
 
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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2010-05-17

什么是隧道量测?量测中最重要的物理量是什么?为什么?
通过仪器来观测隧道围岩及支护结构力学行为(包括变形位移、应力、压力等)的作业,在隧道界(尤其是铁路隧道领域)称为“量测”。这一术语,只是隧道界约定俗成的行话,尚没有国家标准加以规范(有行业标准,如铁路隧道的TB 10121-2007)。相关的国家标准规范的术语为“测量”、“变形测量”。国标规范术语“测量”涵概了“量测”的范畴。但在隧道界,为了区别一般的放线、定向的测量作业,仍将力学行为的观测作业,约定俗称为量测。应注意“隧道量测”与“隧道测量”的区别,前者是指力学行为的观测,后者则是指放线、定向作业,与一般大地测量相同。用于隧道施工安全的量测,一般称为“监控量测”,简称“监测”,此即“施工监测”。
目前隧道量测中最常测定的信息不外是变形和应力两类物理量,此外也进行声波和振动的测试。变形量测,主要包括净空收敛、拱顶下沉以及地中位移、开挖面和边墙的倾斜变形等,浅埋隧道还包括地表沉降的量测。应力量测,主要包括接触应力(围岩压力,含水地层还包括孔隙水压力,寒区隧道还包括冻胀力)、地应力等荷载类物理量以及锚杆应力、钢支撑应力、衬砌内应力等强度类物理量。在上述隧道量测的物理量中,最重要的物理量是变形,其中主要是净空收敛变形和拱顶下沉,这是因为:
    ① 变形是围岩初始地应力释放、支护结构受荷失稳发展过程中所表现出的最直观的力学行为,并且可以直接测定,无需其他物理量的转换,其数据比较可靠。而净空收敛和拱顶下沉则是隧道变形中变化最为明显的量测量,容易获取、解释和判断,且测点埋设比较简单、量测成本比较低廉,因此成为各类隧道施工监测中最重要的必测项目。
    ② 从历史角度上看,在新奥法的发展、推广过程中,伴随新奥法发展起来的隧道量测技术,其最基本的量测要素就是收敛变形量测。新奥法主张让围岩发生一定的变形以释放应力,从而充分利用围岩的自承能力。因此,按新奥法原则施工的隧道离不开以净空收敛变形为主的监控量测,尤其是埋深较大的高地应力隧道的施工,需要根据变形监测信息及时调控施工程序及支护设计参数。
    ③ 对于应力释放影响将波及到地表的浅埋隧道以及地表有大量房屋建筑的城市地铁隧道、市政隧道,往往采用严格的变形控制原则指导设计和施工,净空收敛、拱顶下沉和地表沉降等量测量就是这类隧道施工中不可缺少的最重要的安全监控指标。
    ④ 根据净空收敛变形、拱顶下沉量测信息(必要时辅以地中位移量测),可以直接分析围岩及支护结构的稳定性,评价支护结构的效果,判断围岩松弛范围。根据开挖面的倾斜变形量测,还可以分析前方地层的软硬变化情况。同时,根据净空收敛变形、拱顶下沉量测信息(必要时辅以地中位移量测)进行反分析,可以获取初始地应力以及地层力学参数指标值,这样可以对设计所采用的地层初始指标值进行验证。这种根据开挖后动态的变形量测来反演具有非均质特性的岩体的初始参数,比在局部直接测定的方法更能反映洞室所处地层中一个较大范围内的平均指标,是一种比较有效和可靠的验证设计的途径。而在信息化设计、动态设计的研究领域,基本就是以位移反分析为基础来开展研究的。根据变形量测信息,还可以反分析围岩压力、衬砌应力等荷载、强度指标,进而评价衬砌的强度及其稳定性。因此,不论从施工角度还是设计以及研究角度上看,上述变形量测都是目前隧道量测中应首先考虑的最基本、最重要的物理量。
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wbsky6 监测币 +50 优秀文章。 2010-05-17
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只看该作者 1楼 发表于: 2010-05-17
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只看该作者 2楼 发表于: 2010-05-19
隧道量测的物理量中,最重要的物理量是变形,其中主要是净空收敛变形和拱顶下沉,确实这样,并且要及时布置测点。
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