隧道工程施工案例教程 课件 第11讲 信息反馈方法及经验方法.ppt

第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理(三)复合式衬砌结构耐久性设计原则及方法高速铁路隧道复合式衬砌结构的耐久性，应考虑环境因素的影响进行设计。当环境对衬砌结构侵蚀作用很小或无侵蚀作用时，可考虑初期支护和二次衬砌共同承担荷载；第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理(三)复合式衬砌结构耐久性设计原则及方法当环境对衬砌结构侵蚀作用明显时，一种设计方法是可考虑初期支护和二次衬砌共同承担荷载，这时初期支护和二次衬砌均应考虑耐久性；另一种设计方法是可不考虑初期支护的长期耐久性，只在构造上采取一些综合措施进行防范，满足施工期间的安全，而二次衬砌考虑全部承担荷载，并考虑耐久性。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理四、剪切滑移破坏法(一)剪切滑移体的形成如开挖的圆形坑道，在荷载(垂直荷载大于侧向荷载)作用下，在水平直径的两侧形成压应力集中而产生剪切滑移面，随着压应力的不断增加，剪切滑移面不断地向水平直径的上下方且与最大主应力轨迹线成45°-φ/2(φ为围岩内摩擦角)方向扩展。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理由于围岩受剪而松弛，产生应力释放，当围岩的应力较小，剪切滑移面不再继续扩展时，则在坑道水平直径两端形成两个剪切楔形滑移块体。剪切楔形滑移体第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理在无支护情况下，两楔形滑移块体，由于剪切而与围岩体分离，向坑道内移动。D(1.5~1.8)D第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理之后，上下部分围岩体由于楔形块体滑移而失去支承力，产生挠曲破坏而坍塌，最后形成一个暂时稳定的垂直椭圆形洞室。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理第五节信息反馈方法及经验方法信息反馈法(或监控法）：为了确保隧道工程支护结构的安全，必须在施工阶段监控量测由隧道开挖引起的围岩和支护结构中位移和应力变化等信息，并根据一定的标准来判断是否需要修改预先设计的支护结构和施工流程。它的特点是能反映隧道开挖后围岩的实际应力及变形状态，使得设计和施工与围岩的实际动态相匹配。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理一、信息反馈方法的设计流程施工前的预计，是在认真研究勘测资料和地质调查成果的基础上进行的，对新奥法施工的隧道可按照下图来确定和修正支护结构的设计参数和施工流程，以实现隧道工程的最优化设计和施工。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理研究定测资料掌握围岩的各种性状和隧道的环境条件·断面形式及几何尺寸拟定·衬砌类型及参数的选择施工前·预留变形量·选择施工方法与施工顺序预设计·现场监控量测设计·必要时作辅助施工措施设计·防排水设计修正设计信息反馈开挖初期支护施工地质调查现场监控量测稳定性判据二次衬砌结束是否根据需要施作防水层围岩－支护体系是否稳定？支护是否合理？第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理信息化施工的理论核心是反演分析方法的运用。信息化施工设计包括三个方面的内容：现场监测数据分析和处理信息反馈第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理二、信息反馈方法在隧道工程中所采用的反馈方法有两大类：理论反馈法：对初步设计和施工效果进行理论分析判别隧道稳定性，修正设计参数和施工方法。经验反馈法：直接利用量测数据与经验数据(位移值、位移速率、位移速率变化率等)进行对比，判断隧道的稳定性。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理(一)围岩物理力学参数的反分析利用施工监测位移的反分析，能获得反映等效围岩的和施工实际的宏观条件下的围岩物理力学参数，根据反分析方法不同又有逆反分析法、直接反分析法、图解法等。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理1.直接反馈法，亦称正算法先按工程类比法确定计算参数后，用分析方法求解隧道周边的位移值，并与量测到的隧道周边位移值进行比较，当两者有差异时，修正原先假定的计算参数，重复计算直至两者之差符合计算精度要求时为止。最后所用的计算参数即为围岩的力学参数。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理2.间接反馈法，亦称逆算法根据施工中量测到的隧道周边位移值，用数值分析方法来反算出主要的计算参数，并依此进行支护结构的设计计算。由于所需反算的主要参数(如初始地应力状态，围岩的物理力学指标等)不同，其采用的计算方法也不同。第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理(二