1中交一公局集團(tuán)有限公司貴州沿印松高速公路總承包項目部,貴州松桃554100;2同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系,上海200092;3巖土及地下工程教育部重點參驗室,上海200092摘要:為了及時判斷出圍巖的穩(wěn)定情況,保證隧道的安全施工,應(yīng)該經(jīng)常性地對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控量測,量測結(jié)果對監(jiān)控圍巖穩(wěn)定與指導(dǎo)施工有非同小可的作用。目前國內(nèi)采用的公路隧道波紋鋼整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)的工程實例相對較少對其監(jiān)控量測技術(shù)應(yīng)用分析具有十分重要的實際意義,為今后波紋鋼整體式結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工積累經(jīng)驗。本文以貴州省某公路隧道波紋鋼整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)為依托工程,根據(jù)工程現(xiàn)場監(jiān)控量測所得的數(shù)據(jù)繪制出的應(yīng)變和界面壓力的時程曲線,得到整體式波紋鋼結(jié)構(gòu)受力的時間和空間規(guī)律:現(xiàn)場施工過程中波紋鋼安裝以及背后混凝土的澆筑對波紋鋼的應(yīng)力會產(chǎn)生較大的影響;量測得到的波紋鋼最大拉壓應(yīng)力均遠(yuǎn)小于波紋鋼板所用鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值,驗證了此次波紋鋼整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。關(guān)鍵詞:公路隧道;波紋鋼結(jié)構(gòu);監(jiān)測;結(jié)構(gòu)應(yīng)變;界面壓力中圖分類號:TU43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:作者簡介:祁興遠(yuǎn)(-),男,。E-mail:oApplicationAnalysisofMonitoringTechnologyforCorrugatedSteelIntegralSupportStructureofHighwayTunnelQIXingyuan1SHIZhengbao1ZHANGQingzhao2,3WANGPeng1CHENGLong1(1.GuizhouYan-Yin-SongExpresswayGeneralContractingProjectDepartment,CCCCFirstHighwayEngineeringGroupCo.,Ltd,Songtao,Guizhou554100,China;2DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092;3KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringoftheMinistryofEducation,TongjiUniversity,Shanghai200092)Abstract:Inordertojudgethestabilityofthesurroundingrockintimeandensurethesafeconstructionofthetunnel,thetunnelstructureshouldbemonitoredandmeasuredregularly.Themeasurementresultshaveasignificantroleinmonitoringthestabilityofthesurroundingrockandguidingtheconstruction.Atpresent,therearerelativelyfewengineeringexamplesofcorrugatedsteelintegralsupportstructuresforhighwaytunnelsinChina.Theapplicationanalysisofitsmonitoringandmeasurementtechnologyisofgreatpracticalsignificance,anditcanaccumulateexperienceforthedesignandconstructionofcorrugatedsteelintegralstructuresinthefuture.Inthispaper,basedonthecorrugatedsteelintegralsupportstructureofahighwaytunnelinGuizhouProvince,thetime-historycurveofstrainandinterfacepressureisdrawnaccordingtothedataobtainedfromthemonitoringandmeasurementoftheengineeringsite,andthestresstimeandinterfacepressureoftheintegralcorrugatedsteelstructureareobtained.Spatiallaw:Theinstallationofcorrugatedsteelandthepouringofconcretebehinditwillhaveagreaterimpactonthestressofthecorrugatedsteelduringtheonsiteconstructionprocess;themaximumtensileandcompressivestressofthecorrugatedsteelmeasuredisfarlessthanthestrengthdesignvalueofthesteelusedforthecorrugatedsteelplate.Verificationthesafetyofthecorrugatedsteelintegralsupportstructurewasimproved.Keywords:highwaytunnel;corrugatedsteelstructure;monitoring;structuralstrain;interfacepressure引言長期以來,我國隧道工程施工機(jī)械化程度不高,爆破鉆孔、錨桿打設(shè)、圍巖注漿、噴射混凝土施工、防水板鋪掛、襯砌澆筑、施工通風(fēng)和出渣運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖趧趧恿γ芗┕と藛T健康保障、安全保障、施工效率和工程重量保障均存在多處不利影響,尋求快速經(jīng)濟(jì)有效的隧道支護(hù)技術(shù)是目前公路隧道工程急需解決的技術(shù)難題。波紋鋼結(jié)構(gòu)在實際工程應(yīng)用中表現(xiàn)出了諸多優(yōu)良特性:強(qiáng)度高,適應(yīng)變形能力強(qiáng),對地基要求低;工廠集中化生產(chǎn),便于質(zhì)量控制;自重輕,增加結(jié)構(gòu)跨度運(yùn)輸安裝方便;施工便捷,低碳環(huán)保,減少砂石、水泥用量,利于環(huán)保運(yùn)營維護(hù)方便,節(jié)約養(yǎng)護(hù)及維修費用等。由于在我國,用波紋鋼板作為隧道整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)為新生事物,公路隧道波紋鋼整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控量測技術(shù)還并未完善,所以對于其監(jiān)控量測技術(shù)的研究就十分關(guān)鍵。近年來,大量學(xué)者對于隧道監(jiān)測技術(shù)展開了深入研究。王彥武[1]對太舊高速公路北茹隧道的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,并據(jù)此對支護(hù)效果作出定性評價;蔣樹屏等[2]采用擴(kuò)張卡爾曼濾波有限元法對量測數(shù)據(jù)進(jìn)行了反演分析,為判別圍巖穩(wěn)定、優(yōu)化施工方法提供了有益的指導(dǎo);葉飛等[3]結(jié)合多座公路隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測工作,研究了服務(wù)于公路隧道現(xiàn)場施工的監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測方法以及現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的分析處理技術(shù)。波紋鋼結(jié)構(gòu)由于其廣泛應(yīng)用于公路橋涵工程中,有一些學(xué)者對其進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。李祝龍等[4]波采用現(xiàn)場試驗的分析紋鋼涵洞的力學(xué)性能,結(jié)果表明,波紋鋼涵洞的頂部和側(cè)部沿波形方向會呈現(xiàn)出不同的應(yīng)力變化趨勢;彭立等[5]對高填土大跨鋼波紋管涵的力學(xué)性能進(jìn)行了現(xiàn)場測試和有限元分析,結(jié)果表明,鋼波紋管涵變形和應(yīng)力隨填土高度增加而增長;蔣鶴等[6]對波紋鋼結(jié)構(gòu)棚洞現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析以及建立相應(yīng)的有限元數(shù)值模型的研究,發(fā)現(xiàn)棚洞兩側(cè)拱腳受力相對較大。從監(jiān)測數(shù)據(jù)的類型上主要是位移和應(yīng)力監(jiān)測兩大類,位移值和應(yīng)力值的變化都是反映在隧道圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用影響下各個監(jiān)測值在施工過程中的動態(tài)反映。目前我國隧道監(jiān)測中的反分析數(shù)據(jù)主要是通過量測圍巖與支護(hù)位移獲取,而對應(yīng)力的測試由于費用較高,分析相對較少。顯然在工程實踐中需要建立以監(jiān)測數(shù)據(jù)來反分析和研究施工期隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài),這能更好的判斷隧道實時安全性和可靠性。綜上可以看出,目前對于波紋鋼結(jié)構(gòu)的研究主要集中于公路橋涵工程,對于公路隧道波紋鋼整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控量測研究極少,有必要對其進(jìn)行深入研究。工程概況本文依托工程為貴州省沿河至松桃高速公路隧道,總里程長度14.198km,橋隧比28.22%,采用雙向四車道,設(shè)計時速80km/h,整體式路基寬度24.5m,分離式路基寬12.25m,汽車荷載等級為公路I級。上馬山隧道進(jìn)口位于烏羅鎮(zhèn)團(tuán)龍村,出口位于冷水溪鄉(xiāng)道陀村,交通條件差。隧道進(jìn)、出口處為V級圍巖,其余為W級圍巖。上馬山隧道為分離式長隧道。右幅隧道起訖樁號為:YK74+551~YK76+686,長度為2135m,最大埋深約為251m;左幅隧道起訖樁號為:ZK74+545~ZK76+684,長度為2139m,最大埋深約為261m。隧道為下坡隧道,左右幅縱坡坡度為-2.6%。上馬山隧道部分在本標(biāo)段:左線ZK74+516?ZK75+630,長1085m,右線YK74+561?YK75+630,長1079m。隧道試驗段洞身襯砌設(shè)計以新奧法原理為指導(dǎo),采用波紋鋼整體式支護(hù)結(jié)構(gòu),即以系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、波紋鋼結(jié)構(gòu)作為支護(hù)形式,如圖1所示。隧道襯砌類型、襯砌斷面型式、襯砌結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計主要采用工程類比法,并對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的理論計算及校核,結(jié)合構(gòu)造要求及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。1S-1S-Wb波紋鋼支護(hù)斷面設(shè)計圖Fig.1DesigndrawingofS-Wbcorrugatedsteelsupportsection圖1S-Wb波紋鋼支護(hù)斷面設(shè)計圖Fig.1DesigndrawingofS-Wbcorrugatedsteelsupportsection監(jiān)測方案監(jiān)測目的在隧道施工期間實施監(jiān)控量測,是加強(qiáng)工程安全質(zhì)量管理,防止重大事故發(fā)生的有力措施。通過監(jiān)控量測工作為業(yè)主及施工方提供及時、可靠、安全的質(zhì)量信息,及時準(zhǔn)確預(yù)報安全隱患,避免事故發(fā)生,科學(xué)指導(dǎo)設(shè)計和施工,實現(xiàn)“動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工”的根本目的。通過監(jiān)控量測數(shù)據(jù),驗證設(shè)計水平,檢查施工質(zhì)量,總結(jié)經(jīng)驗,積累資料,使公路隧道波紋鋼隧洞的建設(shè)水平不斷提升,施工技術(shù)不斷發(fā)展。監(jiān)測項目根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF60-2009)規(guī)定,復(fù)合式襯砌隧道開工前,應(yīng)制定施工全過程監(jiān)控量測方案。監(jiān)控量測工作應(yīng)結(jié)合開挖、支護(hù)作業(yè)的進(jìn)程,按要求布點和監(jiān)測,并根據(jù)現(xiàn)場實際情況及時調(diào)整補(bǔ)充,量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時分析、處理和反饋。在隧道中,為了及時判斷出圍巖的穩(wěn)定情況,保證隧道的安全施工,應(yīng)該經(jīng)常性地對地質(zhì)和支護(hù)狀況進(jìn)行觀察,對拱頂下沉、周邊收斂進(jìn)行量測,以判斷圍巖穩(wěn)定情況。上述量測項目為復(fù)合式襯砌施工時的必測項目,對監(jiān)控圍巖穩(wěn)定與指導(dǎo)施工有非同小可的作用。本次擬定上馬山隧道整體式波紋鋼支護(hù)試驗段監(jiān)測方案時,計劃在波紋鋼試驗段對隧道周邊收斂及拱頂下沉進(jìn)行測點的埋設(shè)與位移的量測,但現(xiàn)場進(jìn)行測點布設(shè)時發(fā)現(xiàn)在波紋鋼表面難以對收斂掛鉤進(jìn)行固定,故對于波紋鋼支護(hù)的收斂變形監(jiān)測難以進(jìn)行。此次在上馬山波紋鋼隧道試驗段,為了了解波紋鋼支護(hù)的受力狀況,在波紋鋼表面埋設(shè)了應(yīng)變計,通過量測波紋鋼的應(yīng)變,再換算出波紋鋼的受力狀況。除波紋鋼表面應(yīng)變外,還選取了圍巖的界面壓力進(jìn)行了量測。根據(jù)現(xiàn)場情況,最終設(shè)置了主洞三個監(jiān)測斷面371、374、377,橫洞三個監(jiān)測斷面左洞、中間、右洞。上馬山隧道整體式波紋鋼支護(hù)試驗段現(xiàn)場監(jiān)測項目選取為:波紋鋼表面應(yīng)變及圍巖壓力。測點布設(shè)時,對于每個監(jiān)測項目,應(yīng)在每個斷面的關(guān)鍵位置(如拱頂、兩側(cè)拱腰、兩側(cè)拱腳、仰拱處)共設(shè)置3~7個測點。此次在波紋鋼表面應(yīng)變測點布設(shè)時,考慮到應(yīng)變計的損壞率可能較高,故在每塊波紋鋼板上均布置了測點。波紋鋼試驗段均未施作仰拱,故最終現(xiàn)場量測項目基本每個斷面設(shè)置5個測點:位于上臺階的拱頂和左右拱腰共3個測點;在下臺階的左右拱腳2個測點。監(jiān)測頻率根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF60-2009)規(guī)定,在l~15d為1~2次/天;16d~1個月為1次/2d;1~3個月為1~2次/周;3個月以上為1~3次/月。實際量測中,施工狀態(tài)發(fā)生變化(開挖下臺階、仰拱或撤除臨時支護(hù)等)或發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化速率加快時,應(yīng)增加量測次數(shù)。各項量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后15~20d結(jié)束。2.2.1表面應(yīng)變計(1) 量測內(nèi)容量測波紋鋼支護(hù)結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)變值。(2) 量測目的了解波紋鋼支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變狀態(tài),通過所用鋼材的彈性模量可以了解波紋鋼的應(yīng)力狀態(tài)。(3) 量測方法試驗段主洞每個監(jiān)測斷面有7塊波紋鋼板片,每塊板片在靠洞內(nèi)側(cè)安裝一支應(yīng)變計。應(yīng)變計在波紋鋼板運(yùn)輸至隧道內(nèi)部前就應(yīng)在隧道外部加工場內(nèi)進(jìn)行安裝先將兩側(cè)支座焊接在波紋鋼板相應(yīng)位置,再將應(yīng)變計裝入,裝入后外部再焊接一個鐵殼用來保護(hù)儀器。每塊波紋鋼板片宜用噴漆標(biāo)注好位置編號,按照波紋鋼板片所在位置安裝儀器,施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照位置編號拼裝波紋鋼板片。波紋鋼在隧道內(nèi)拼裝完成后,貼近圍巖側(cè)的應(yīng)變計會無法安裝,所以必須在拼裝前完成儀器的安裝。儀器導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)集結(jié)成束妥善保護(hù),避免在隧道內(nèi)被施工破壞。測量儀器采用應(yīng)變計量測數(shù)據(jù),頻率儀收集數(shù)據(jù)。測點布設(shè)監(jiān)測布設(shè)示意圖如圖2所示。圖2波紋鋼表面應(yīng)變計測點布設(shè)示意圖Fig.2Schematicdiagramofthelayoutofstraingaugemeasuringpointsonthecorrugatedsteelsurface...-j'..:嶼- --圖2波紋鋼表面應(yīng)變計測點布設(shè)示意圖Fig.2Schematicdiagramofthelayoutofstraingaugemeasuringpointsonthecorrugatedsteelsurface1.2.監(jiān)測數(shù)據(jù)計算方法))監(jiān)測收集到的初始數(shù)據(jù)均為頻率值,需要使用式(1)換算成應(yīng)變值。式m:氏前序 菠紋鋼表面應(yīng)變值)梅);詢——應(yīng)變計的標(biāo)定系數(shù)ge/Ilz2:!ft——應(yīng)變計測得頡睜(Hz):f0——安裝后頗率(Hi)計算出的應(yīng)變值為正值,則為拉應(yīng)變;計算出為負(fù)值,則為壓應(yīng)變。2.2.2土壓力盒(1)量測內(nèi)容量測圍巖與支護(hù)之間的壓力。(2) 量測目的了解圍巖的自穩(wěn)情況以及支護(hù)的實際承載情況和分擔(dān)圍巖壓力情況。(3) 量測方法在每個監(jiān)測斷面沿隧道周邊在圍巖與初期支護(hù)之間埋設(shè)5個壓力盒進(jìn)行量測埋設(shè)壓力盒時,受壓面應(yīng)向著圍巖,壓力盒應(yīng)緊貼波紋鋼/工字鋼,有空隙時應(yīng)當(dāng)填平,不要使壓力盒與初期支護(hù)之間有間隙。儀器導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)集結(jié)成束妥善保護(hù),避免在隧道內(nèi)被施工破壞。(4)測量儀器采用壓力盒量測數(shù)據(jù),頻率儀收集數(shù)據(jù)。1.2.
測點布設(shè)如圖3所示。壓力盒埋設(shè)在圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間。圖3襯砌土壓力盒測點布設(shè)示意圖圖3襯砌土壓力盒測
點布設(shè)示意Fig.3SchematicdiagramofmeasuringpointlayoutofliningearthpressurecellFig.3Schematicdiagramofmeasuringpointlayoutofliningearthpressurecell(6)監(jiān)測數(shù)據(jù)計算方法監(jiān)測收集到的初始數(shù)據(jù)均為頻率值,需要使用式(2)成壓應(yīng)力。式申:Pm——圍巖對初期支護(hù)的圧應(yīng)力(KIPa>i旳——三=1羸即:標(biāo)定系數(shù)CMPa/Hz3■:f/一壓力猱瀏醫(yī)頻窒宙二'7.-3!.!^'.LJ 計算出的壓力值為正值,則為受壓;計算出為負(fù)值,則為受拉。監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與驗證本文對圍巖壓力及波紋鋼應(yīng)變量的符號作了統(tǒng)一的規(guī)定:“+”表示圍巖與襯砌間受壓,波紋鋼受拉,收斂位移增大;“-”則反之。3.1波紋鋼表面應(yīng)變數(shù)據(jù)分析(1)主洞試驗段371斷面圖4主洞試驗段371斷面波紋鋼應(yīng)變時程曲線圖圖4主洞試圖4主洞試驗段371斷面波紋鋼應(yīng)變時程曲線圖Fig.4Time—historycurveofstrainofcorrugatedsteelofsection371inthemaintunneltestsectionFig.4Time—historycurveofstrainofcorrugatedsteelofsection371inthemaintunneltestsection通過圖4的波紋鋼應(yīng)變時程曲線,可以看出:1) 波紋鋼安裝后應(yīng)變值變化很快,之后變化趨于平緩,經(jīng)過約1周后較為穩(wěn)定;背后注漿施工后,將出現(xiàn)一段時間的波動,目前仍處于變化階段。2) 大部分測點的歷史最大拉/壓應(yīng)變量均發(fā)生于波紋鋼安裝后以及背后注漿后的2~3d,且在這個時間點附近應(yīng)變量的變化速率也較快,現(xiàn)場施工時尤其要注意這個時間點的監(jiān)控量測工作。3) 波紋鋼歷史最大壓應(yīng)變量為-129.2?£,發(fā)生于右拱腳測點,出現(xiàn)時間為2021年11月20日;歷史最大拉應(yīng)變量263.8ue,發(fā)生于右拱腰測點,出現(xiàn)時間為2021年9月5日。若將波紋鋼板彈性模量取為200GPa,則波紋鋼最大壓應(yīng)力25.8MPa,最大拉應(yīng)力52.8Mpa。2)主洞試驗段374斷面圖5主洞試驗段374斷面波紋鋼應(yīng)變時程曲線圖Fig.5Time-historycurveofstrainofcorrugatedsteelofsection374inthemaintunneltestsection通過圖5的波紋鋼應(yīng)變時程曲線,可以看出:1)波紋鋼安裝后應(yīng)變值變化很快,之后變化趨于平緩,經(jīng)過約1周后較為穩(wěn)定,但在2021年11月6日后,因背后注漿施工發(fā)生一段時間的微小波動。2) 大部分測點的歷史最大拉/壓應(yīng)變量均發(fā)生于波紋鋼安裝后的2~3d,且在這個時間點附近應(yīng)變量的變化速率也較快,現(xiàn)場施工時尤其要注意這個時間點的監(jiān)控量測工作。3) 排除量測誤差,波紋鋼最大壓應(yīng)變量為-175.8?£,發(fā)生于拱頂測點,出現(xiàn)時間為2021年11月1日;最大拉應(yīng)變量188.7ue,發(fā)生于左拱腳測點,出現(xiàn)時間為2021年9月11日。若將波紋鋼板彈性模量取為200GPa,則波紋鋼最大壓應(yīng)力35.2MPa,最大拉應(yīng)力37.7MPa。(3)主洞試驗段377斷面通過圖6的波紋鋼應(yīng)變時程曲線,可以看出:1) 波紋鋼安裝后應(yīng)變值變化很快,約1周后較為穩(wěn)定。相比較于前兩個斷面,該斷面絕大部位為拉應(yīng)變,且較為平穩(wěn);在2021年11月9日因背后注漿施工,導(dǎo)致波紋鋼應(yīng)變突增,隨后在1~2d內(nèi)恢復(fù)平穩(wěn)。2) 接近一半的測點的歷史最大拉/壓應(yīng)變量均發(fā)生于波紋鋼安裝完成后以及背后注漿施工后的1~2d,現(xiàn)場尤其要注意這個時間點的監(jiān)控量測工作。3) 波紋鋼最大拉應(yīng)變量為767.8口£,發(fā)生于右拱腳測點,出現(xiàn)時間為2021年11月9日;最大壓應(yīng)變量為-61.6口£,發(fā)生與拱頂測點,出現(xiàn)時間為2021年11月13日。若將波紋鋼板彈性模量取為200GPa,則波紋鋼最大壓應(yīng)力為12.3MPa,最大拉應(yīng)力153.6MPa。圖6主洞試驗段377斷面波紋鋼應(yīng)變時程曲線圖Fig.6Time-historycurveofstrainofcorrugatedsteelofsection377inthemaintunneltestsection綜合主洞3個監(jiān)測斷面的的情況,可以看出:(1) 大部分測點在監(jiān)控量測初期應(yīng)變量增長較快,說明波紋鋼安裝以及背后混凝土的澆筑對波紋鋼的應(yīng)變量會產(chǎn)生較大的影響;之后各測點仍有小幅度波動,總體均趨于穩(wěn)定。(2) 根據(jù)測點應(yīng)變量計算出的波紋鋼的最大拉壓應(yīng)力均遠(yuǎn)小于波紋鋼板材的強(qiáng)度設(shè)計值,這驗證了此次結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性,并說明此次的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計有較大的安全儲備。3.2隧道圍巖的界面壓力數(shù)據(jù)分析通過圖7的圍巖壓力時程曲線,可以看出:(1)各監(jiān)測斷面圍巖壓力在波紋鋼安裝后變化相對較快,約1周過后趨于穩(wěn)定。目前由于背后注漿的緣故,圍巖壓力值仍處于較大波動。(2)截至最后一次量測,371斷面圍巖應(yīng)力最大值為21.2kPa,出現(xiàn)在右拱腳位置;斷面歷史最大圍巖壓力為17.1kPa,除右拱腰位置出現(xiàn)較大異常波動外,總體來說,該斷面量測出的圍巖壓力值較?。?74斷面圍巖壓力最大值為-29.2kPa,出現(xiàn)在左拱腳位置,即斷面歷史最大圍巖壓力,左右拱腰的圍巖壓力值較大,拱頂及左右拱腳圍巖壓力值比較小;377斷面圍巖壓力最大值為37.1kPa,出現(xiàn)在左拱腰位置,即為斷面歷史最大圍巖壓力,左拱腳、左拱腰及拱頂?shù)膰鷰r壓力值較大,其余位置圍巖壓力值比較小。總體來說,與前兩個斷面相比,377斷面量測出的圍巖壓力值相對較小。(a) 主洞試驗段371斷面圍巖壓力時程曲線圖Time-historycurveofsurroundingrockpressureatsection371inthetestsectionofthemaincave主洞試驗段374斷面圍巖壓力時程曲線圖Time-historycurveofsurroundingrockpressureatsection374inthetestsectionofthemaincave主洞試驗段377斷面圍巖壓力時程曲線圖Time-historycurveofsurroundingrockpressureatsection377inthetestsectionofthemaincave圖7主洞試驗段圍巖壓力時程曲線圖Fig.10Timehistorycurveofsurroundingrockpressureinthetestsectionofthemaincave量測中一些測點的圍巖壓力出現(xiàn)了負(fù)值,但是圍巖不可能對初支產(chǎn)生拉力,分析原因,可能有以下兩點:一是由于振弦傳感器對于溫度較為敏感,所以現(xiàn)場的溫度變化對數(shù)據(jù)產(chǎn)生了較大的影響;二是振弦傳感器將最初的壓力值調(diào)零,后續(xù)的值都是相對初值的變化值,所以負(fù)值只是說明后續(xù)的壓力值小于初始測量時的壓力值。其余兩個斷面的壓力值也有類似情況。結(jié)論(1)對于波紋鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力量測是在波紋鋼表面安裝應(yīng)變計,應(yīng)變計長度相對于鋼筋計較短,能更精確反映測點的應(yīng)變值,通過波紋鋼材料的彈性模量分析波紋鋼的應(yīng)力狀態(tài);每塊板片宜布設(shè)2~4支應(yīng)變計,安裝在波紋鋼波峰、波谷及法蘭盤連接處。(2)通過分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),施工前期波紋鋼應(yīng)變量與應(yīng)變增大速率均較大,說明現(xiàn)場施工過程中波紋鋼安裝以及背后混凝土的澆筑對波紋鋼的應(yīng)力會產(chǎn)生較大的影響。量測得到的波紋鋼最大拉壓應(yīng)力均遠(yuǎn)小于波紋鋼板所用鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值,驗證了此次波紋鋼整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。參考文獻(xiàn):王彥武.太舊高速公路北茹隧道圍巖變形監(jiān)測[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,1998(02):38-42.(WangYanwu.DeformationmonitoringofsurroundingrockinBeiruTunnelofTaijiuExpressway[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,1998(02):38-42.(inChinese))蔣樹屏,趙陽.復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道圍巖監(jiān)控量測與非確定性反分析研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2004(20):3460-3464.(JiangShuping,ZhaoYang.Surroundingrockmonitoringmeasurementandnon-deterministicinverseanalysisofhighwaytunnelsundercomplexgeologicalconditions[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,2004(20):3460-3464.(inChinese))葉飛,丁文其,朱合華等.公路隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測及信息反饋J].長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007(05):79-83.(YeFei,DingWenqi,ZhuHehua,etc.On-sitemonitoringmeasurementandinformationfeedbackofhighwaytunnels[J].JournalofChang'anUniversity(NaturalScienceEdition),2007(05):79-83.(inChinese))李祝龍,劉百來,李自武.鋼波紋管涵洞力學(xué)性能現(xiàn)場試驗研究[J].公路交通科技,2006(03):79-82.(LiZhulong,LiuBailai,LiZiwu.Fieldtestresearchonmechanicalpropertiesofsteelbellowsculverts[J].HighwayTrafficScienceandTechnology,2006(03):79-82.(inChinese))彭立,張陽,穆程等.高填土大跨鋼波紋管涵力學(xué)性能分析與測試[J].中外公路,2016,36(06):103-108.(PengLi,ZhangYang,
評論
0/150
提交評論