第七讲监控量测知识课件知识讲稿.ppt

第三章施工监控量测 第一节概述 1、监控量测目的 1）提供监控设计的依据和信息； 2）指导施工，预报险情； 3）校核工程理论，完善工程类比方法； 2、监控量测的原理 通过现场量测获得围岩力学动态和支护工作状态的有关数据（信息）再通过对这些数据（信息）的数理和力学分析，来判断围岩和支护结构体系的稳定性及工作状态，从而选择和修正支护参数以及指导施工3、监控量测的大致流程 现场位移监测数理处理位移反分析及其检 验有限元或边界元正分析及预测现场位移监测预测变形曲线围岩稳定性评判支护安全度评价工程决策及措施实践及监测对预测结果的验证隧道现场监控量测项目及量测方法 序号项目名称方法及工具布 置量 测 间 隔 时 间115d16d1个月13个月大于3个月1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘 等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行2周边位移各种类型收敛计每1050m一个断面，每断面23对测点12次/天1次/2天12次/周13次/月3拱顶下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每1050m一个断面12次/天1次/2天12次/周13次/月4锚杆或锚索内力及抗拔力各类电测锚 杆、锚杆测力计及拉拔器每10m一个断面，每个断面至少做3根锚杆5地表下沉水平仪、水准尺每550m一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少两个断在；中线每520m一个测点开挖面距量测断面前后2B时，12次/天；开挖面距量测断面前后5B时，1次/周；6围岩体内位移（洞内设点）洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计每5100m一个断面，每断面211个测点12次/天1次/2天12次/周13次/月7围岩体内位移（地表设点）地面钻孔中安设各类位移计每代表性地段一个断面，每断面35个钻孔同地表下沉要求8围岩压力及两层支护间压力各种类型压力盒每代表性地段一个断面，每断面宜为1520个测点12次/天1次/2天12次/周13次/月9钢支撑内力及外力支柱压力计或其他测力计每10榀钢拱支撑一对测力计12次/天1次/2天12次/周13次/月10支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝量测各类混凝土内应变计、应力计、测缝计 及表面应力解除法每代表性地段一个断面，每断面宜为11个测点12次/天1次/2天12次/周13次/月11围岩弹性波测试各种声波仪及配套探头在有代表性地段设置注：B为隧道开挖宽度。

第二节 必测项目的量测方法1、地质素描 与隧道施工进展同步进行的洞内围岩地质（和支护状况）的观察及描述，通常称为地质素描2、水准仪测拱顶下沉或地表下沉隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉值，单位时间内拱顶下沉值称为拱顶下沉速度该量测数据是确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序，预防拱顶崩塌，保证施工质量和安全的最基本的资料 水平仪观测拱顶下沉 3、收敛计测坑道周边相对位移 隧道内壁面两点连线方向的位移之和称为“收敛”，此项量测称“收敛量测”收敛值为两次量测的距离之差 隧道施工中常用的收敛计为机械式的收敛计和数显式收敛计 第三节 量测计划1、量测项目的选择2、测试断面、测线、测点、测孔的布设 1）测试断面的布置；测试断面有两种： 单一测试断面； 综合测试断面 2）测线、测点、测孔多为单数，考虑拱顶、拱腰、拱脚、边墙等特殊位置进行布置； 3、量测期间及量测频率的确定 1）量测期间的确定 确定量测期间的一般原则：对变形量小，收敛快的，其量测期间可短些；对变形量大，持续时间长的，其量测期间就要长一些；量测的开始时间应尽量提早一般要求，初始读数的测取，应在开挖后24h（最好12h）内完成，且应在下一循环开挖前完成。

2）量测频率的确定 一般在埋设后115天内每天测1至2次，1630天每2天测一次，30天以后可每周测一次，90天后可每月测一次 第四节量测数据分析1、数据处理的主要内容包括：绘制位移、应力、应变随时间变化的曲线时态曲线；绘制位移速率、应力速率、应变速率随时间变化的曲线；绘制位移、应力、应变随开挖面推进变化的曲线空间曲线；绘制位移、应力、应变随围岩深度变化的曲线；绘制接触压力、支护结构应力在隧道横断面上分布图 2、位移时代曲线abcd1）当位移速率很快变小，时态曲线很快平缓，如图a，表明围岩稳定性好，可适当减弱支护2）当位移速率逐渐变小，即d2u/dt20，时态曲线趋于平缓，如图b，表明围岩变形趋于稳定，可正常施工3）当位移速率不变，即d2u/dt2=0，时态曲线直线上升，如图c，表明围岩变形急剧增长，无稳定趋势，应及时加强支护，必要时暂停掘进4）当位移速率逐步增大，即d2u/dt20，时态曲线出现反弯点，如图d，表明围岩已处于不稳定状态，应停止掘进，及时采取加固措施 单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*15v 3、回归分析v 1）由于量测误差所造成的离散性，按实测数据所绘制的位移等物理量随时间或空间变化的散点图上下波动，很不规则，难以用来分析。

v 2）回归分析是目前量测数据处理的主要方法，通过对量测数据回归分析可以预测最终值和各阶段的变化速率v 3）常用的回归曲线方程有以下几种： 对数函数 指数函数 双曲函数 u位移值（mm）；a、b回归系数； t量测时间 （d）；4、回归分析的步骤 作时态曲线 (实测值与时间的关系曲线) 画散点图； 用光滑曲线连接各实测点，找出实测值与时间的实验曲线； 根据实验曲线的形态，找出实测值与时间的方程表达式 回归分析的相关概念 相关关系：两个变量之间存在着密切的联系，其中一个变量变化，另一个变量也随之变化，但无法用一个变量去精确地计算另一个 回归分析：就是研究相关关系的一种数学工具 回归分析的目的：是对一系列具有内在规律的测试数据进行处理，通过处理和计算得到两个变量间的函数关系式 5、判断标准 围岩位移的“判断标准”包括三个方面： 位移量（绝对或相对）； 位移速度； 位移加速度 桂林溪流。