隧道监控量测(选测)课件.ppt
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1、隧道监控量测隧道监控量测(选测选测)压力盒压力盒应变计应变计教学目标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
2、力。 围岩围岩初期支护与二次衬砌接触压力初期支护与二次衬砌接触压力围岩围岩围岩与初期支护接触压力围岩与初期支护接触压力压压力力盒盒埋埋设设二、应变计的使用二、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 钢支撑应力量测钢支撑应力量测 二衬应力量测二衬应力量测传感器导线的引用埋设传感器导线的引用埋设引线引线高坎隧道传感器导线盒高坎隧道传感器导线盒 根据瑶寨隧道断层
3、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
4、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现场测试元件及其工作原理 )(202ffKP 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压力测试结果分析A1A2A3A4A530.6105.634.588.828.8 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105.6K
5、Pa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30.6 KPa和28.8 KPa,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
6、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
7、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,正号表示受压负号表示受拉,正号表示受压E1E2E3E4E5-16.5-48.529.146.452.5E6E7-5.359.4F1F2F3F4F558.535.341.953.225.4F6F752.5-36.5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
8、,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5.3 MPa。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25.4 MPa。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,正号表示受压负号表示受拉,正号表
9、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
10、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
11、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初衬与二衬荷载分担比测试结果分析 荷载荷载测点测点围岩与初期支护围岩与初期支护的接触压力的接触压力(KPa)荷载分担比荷载分担比(%)荷载
12、分担比荷载分担比平均值(平均值(%)初支与二次衬砌初支与二次衬砌的接触压力的接触压力(KPa)荷载分担比荷载分担比(%)荷载分担比荷载分担比平均值(平均值(%)左边墙左边墙30.669.383.913.630.716.1左拱腰左拱腰105.689.112.910.9拱顶拱顶34.576.310.723.7右拱腰右拱腰88.890.79.19.3右边墙右边墙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
13、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自读教材填要点填要点 一、铁路,更多的铁路一、铁路,更多的铁路 1地位地位 铁路是铁路是 建设的重点,便于国计民生,成为国民经济建设的重点,便于国计民生,成为国民经
14、济发展的动脉。发展的动脉。 2出现出现 1881年,中国自建的第一条铁路年,中国自建的第一条铁路唐山唐山 至胥各庄铁至胥各庄铁路建成通车。路建成通车。 1888年,年,宫廷宫廷专用铁路落成。专用铁路落成。交通运输交通运输开平开平 3发展发展 (1)原因:原因: 甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 。 修路成为中国人修路成为中国人 的强烈愿望。的强烈愿望。 (2)成果:成果:1909年年 建成通车;民国以后,各条商路修筑建成通车;民国以后,各条商路修筑权收归国有。权收归国有。 4制约因素制约因素 政潮迭起,军阀混战,社会经济凋敝,铁路建设始终未入政潮迭起,军阀混
15、战,社会经济凋敝,铁路建设始终未入正轨。正轨。修筑权修筑权救亡图存救亡图存京张铁路京张铁路 二、水运与航空二、水运与航空 1水运水运 (1)1872年年, 正式成立,标志着中国新式航运业的诞生。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。在列强排挤中艰难求生。 2航空航空 (1)起步:起步:1918年,附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始年,附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始研制研制 。 (2)发展:发展:1918年,北洋政府在交通部下设年,北洋政府在交
16、通部下设“ ”;此后十年间,航空事业获得较快发展。;此后十年间,航空事业获得较快发展。轮船招商局轮船招商局水上飞机水上飞机筹办航空事宜筹办航空事宜处处 三、从驿传到邮政三、从驿传到邮政 1邮政邮政 (1)初办邮政:初办邮政: 1896年成立年成立“大清邮政局大清邮政局”,此后又设,此后又设 ,邮传正式脱离海关。邮传正式脱离海关。 (2)进一步发展:进一步发展:1913年,北洋政府宣布裁撤全部驿站;年,北洋政府宣布裁撤全部驿站;1920年,中国首次参加年,中国首次参加 。邮传部邮传部万国邮联大会万国邮联大会 2电讯电讯 (1)开端:开端:1877年,福建巡抚在年,福建巡抚在 架设第一条电报线,成
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