当隧道开挖后,岩体原有的三向应力平衡被破坏,隧道围岩应力重分布,当应力超过围岩强度后,隧道周边围岩将首先发生变形或破坏,并逐渐扩展,进而影响隧道结构的应力状态发生改变,并产生不同程度的结构变形。
: N: {( `% y; _: E4 d隧道穿越不良地质体时,围岩自身稳定性较差,易发生失稳破坏。表现形式多为围岩变形增大、应力重分布,进而引起隧道衬砌的变形和应力变化,降低衬砌结构及隧道整体的稳定性。
+ v' q" [% d3 |6 a2 [/ @9 n隧道周边存在施工扰动时,施工造成周围土层或土体的变形和应力场的改变,外加施工机械的挤压、振动,都会导致既有隧道结构的受力失衡,使隧道结构发生局部的水平位移、沉降、拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转等诸多形变,重则造成道床的沉降,隧道坍塌。
4 F9 C( j! e1 M8 P9 X结构一旦产生形变、渗漏水、冰冻等现象会导致隧道衬砌冻胀开裂、疏松剥落,从而引起隧道衬砌结构的失稳破坏,降低隧道结构的安全可靠性,严重影响隧道的安全和正常运行。 ) S6 u8 ~% O6 n3 O* ~3 }8 t
因此,隧道结构的变形和应力是必要测项,变形监测又可分为结构沉降、收敛、裂缝,考虑到隧道运行中的车辆荷载,还可对振动进行监测。
/ D, _; h9 ]. |7 t; v) K" S隧道结构沉降采用压差式沉降仪(或静力水准仪)进行监测;隧道的收敛采用激光收敛计进行监测;隧道裂缝采用裂缝计进行监测,安装位置应选取裂缝宽度较大处;动采用三轴测振仪进行监测,当隧道附近有施工或其他震源作用时,应在影响范围内进行振动监测。 ; B6 \) O$ k* {4 g/ X
另外,隧道结构的沉降和收敛还可以通过机器视觉测量仪进行监测,这种方法获得数据更为精确,而且可以实时观看视频。
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