[发明专利]一种隧道二次衬砌混凝土结构承载能力的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道二次衬砌混凝土的质量控制领域，特别是涉及一种隧道二次衬砌混凝土结构承载能力的试验方法。

背景技术

目前，在公路、铁路、市政、水利等工程中，隧道是一种普遍的结构，二次衬砌混凝土结构是隧道的主体结构，现在二次衬砌混凝土结构常规设计方法是采用类比法进行设计，再通过理论计算复核或通过室内模型试验验证，但由于地质情况十分复杂，隧道围岩变化频繁，理论计算或室内模型的地质参数难以准确确定，导致理论计算或室内模型的试验结果与实际情况出入较大，不能准确反映工程的实际。同时，隧道初期支护和二次衬砌混凝土现场浇筑的施工质量也难以保证，正是由于目前没有现场隧道二次衬砌混凝土结构承载力的试验方法，无法检测其承载能力，一般的设计都比较保守，造成了较大的浪费。在质量检验验收时，不能检测其承载力，一旦施工完成，如有质量问题也无法发现，安全隐患不能排除，这也是目前隧道安全事故多发的主要原因之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种隧道二次衬砌混凝土结构承载能力的试验方法，能有效试验检测隧道二次衬砌混凝土结构的承载能力，为设计、施工和工程验收提供重要的科学依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种隧道二次衬砌混凝土结构承

载能力的试验方法，其具体操作步骤如下：

(a)在二次衬砌混凝土施工时，预先将若干个压力盒固定埋设在隧道初期支护与二次衬砌混凝土之间，将若干个挂钩固定埋设在隧道二次衬砌混凝土上，同一断面上左右各安装一个，且关于隧道二次衬砌混凝土轴线对称分布；

(b)荷载试验时，将挂杆、弹簧秤和堆载平台依次连接安装在挂钩上；

(c)根据工程情况选择二次衬砌混凝土表面测点，粘贴应力应变计；

(d)在堆载平台上直接加载可行式车辆或重物，加载时适宜逐级加载，先由零载加至第一级荷载、卸载至零载；再由零载加至第二级荷载，卸至零载；直至所有荷载施加完毕，在逐级加载过程中可以不卸载，逐级加至最大荷载，每次加载后待各弹簧秤的读数误差小于5％时再予以读数记录加载重量；

(e)每次加载稳定之后，通过计算机将压力盒、应力应变计的测试数据进行汇总；

(f)试验结果分析评价。

所述的试验方法得到的数据可以用以下公式进行计算分析：将二次衬砌结构加载试验应变或变形实测结果与理论值的比进行比较，即

η=VsVl...(1)]]>

(1)式中

η——二次衬砌结构加载试验应变或变形实测结果与理论值的比；

Vs——(围岩压力q+试验荷载P)作用下的应变或变形实测值；

V_l——(围岩压力q+试验荷载P)作用下的应变或变形理论值；

根据隧道断面形式、围岩类别和二次衬砌混凝土的厚度、强度等的实际情况，简化成数学模型，通过有限元方法计算V_l值。V_l值在隧道空间的分布是不同的，根据隧道断面形式、围岩类别和二次衬砌混凝土的厚度、强度等的实际情况，选择特征点计算，不同的隧道特征点的选择也不同，V_l值的计算都是由装有特定计算软件的计算机来完成。

结果中η越小，二次衬砌超载能力越大，安全储备越高。可以根据结果绘制实测值和理论分析计算的对照图表，理论计算按弹性材料进行计算，如果两者呈线性关系，说明二次衬砌结构处于良好的弹性工作状态。

有益效果

本发明涉及一种隧道二次衬砌混凝土结构承载能力测试装置及试验方法，本发明可以有效试验检测隧道二次衬砌混凝土结构的承载能力，是一种无损试验检测装置和方法，既不破坏原有隧道二次衬砌混凝土结构又能给设计、施工和工程竣工验收提供重要的科学依据。

附图说明

图1是本发明所述的试验示意图；

图2是本发明所述的试验装置的布置图；

图3是本发明所述的静载荷试验图。

具体实施方式