[發明專利]濕陷性黃土隧道浸水試驗方法

有效

• 申請號: 201610815097.0
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106400768B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 李國良;靳寶成;黃雙林;王新東;孫兵;劉小剛;田鵬;孫春華;蘇曉峰;陳花順;張旭珍;劉陸拓
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發明涉及濕陷性黃土隧道浸水試驗方法。針對濕陷性黃土隧道工程特點，研究合理的試驗方法與場地濕陷變形正確的評價方法是目前亟待解決的問題。本發明在需評價的隧道場地地表及仰拱持續灌入足量的水，通過水分自由下滲使濕陷性土層達到飽和，發生濕陷性變形；通過布設的各類監測數據分析地層濕陷變形分布、水分運移情況及襯砌結構受浸水影響的受力變形情況，從而對黃土隧道建設場地以及隧道基底土層濕陷性大小做出評價。本發明能較為真實地反映黃土隧道建設場地在實際浸水條件下濕陷變形規律，能揭示地表大面積浸水及基底浸水情況下對黃土隧道受影響程度大小，從而為基底處理與否、襯砌結構合理設計等問題提供依據。

技術領域

本發明涉及隧道地基濕陷性研究技術領域，具體涉及一種濕陷性黃土隧道浸水試驗方法。

背景技術

濕陷性黃土隧道因其洞身處于濕陷性黃土地層中時，一旦隧道地基遭受浸水而產生不均勻沉降變形時，必然對隧道襯砌結構構成威脅。一方面，隧道黃土圍巖遭受水分運移增濕作用，引起隧道基底下地基產生不均勻沉降，致使隧道襯砌結構出現環向裂縫。另一方面，隧道上覆濕陷性黃土浸水后，土層的自重增大，土結構承擔的壓力轉移到隧道襯砌上，使隧道襯砌結構承擔壓力增大，向隧道襯砌結構基底下的地基傳遞，使其基底壓力增大。隧道側墻圍巖黃土彈性抗力減小，引起襯砌結構內力發生變化。由于豎向作用壓力增大，而側向彈性抗力減小，極易使襯砌發生豎向開裂。此外，隧道濕陷變形的危害主要來自于仰拱下黃土地層的濕陷性變形量，它具有埋深大的特點，深埋新黃土的濕陷性及濕陷變形可能發生的條件與傳統淺埋新黃土的濕陷性及濕陷變形可能發生的條件存在不同。隧道工程開挖引起圍巖的應力卸載，與建筑基礎作用于地基的應力加載，導致建筑地基的應力條件與隧道工程的應力條件差異較大，所以采用傳統建筑地基濕陷變形評價方法分析隧道工程地基的濕陷變形存在問題。因此，針對濕陷性黃土隧道工程特點，研究合理的試驗方法與場地濕陷變形正確的評價方法是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種濕陷性黃土隧道浸水試驗方法，模擬在有隧道穿越濕陷性黃土地層的場地地表大面積長時間浸水及仰拱基底浸水情況下，實測地層產生的濕陷變形、水分入滲影響深度范圍、隧道受浸水影響可能遭受的變形和破壞，進而評價隧道圍巖發生濕陷可能性、場地濕陷性、隧道地基濕陷變形程度，為隧道的設計施工提供可靠的依據。

本發明所采用的技術方案為：

濕陷性黃土隧道浸水試驗方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟1：在黃土隧道上方地表開挖浸水試坑，并標記出各地表監測點位，完成沉降監測深標點及水分計埋設點預鉆孔；

步驟2：逐一埋設主要由沉降桿、護筒和標尺構成的沉降監測點，埋設完成后，在試坑影響區域以外設置基準點，記錄各沉降標與基準點初始高差，試驗開始后通過高差變化反映不同地層的濕陷變形量；

步驟3：逐一埋設水分計，讀取初始體積含水率數據，根據試驗過程中數據的變化判斷浸水影響深度和范圍；

步驟4：在相應隧道斷面上布設土壓力盒、鋼筋計和沉降監測點，監測試坑浸水后隧道受力變形變化，評價地表浸水對隧道結構影響程度；

步驟5：試坑下方對應隧道段仰拱預設滲水孔及截水埂，為后期仰拱浸水做準備；

步驟6：向試坑內持續注水，使水面高度保持在30cm，持續監測各項數據直至變化穩定，停止注水，并繼續監測，直至各項監測數據基本穩定不變；

步驟7：向仰拱試驗段注水，保持30cm液面高度，待各項監測數據完全穩定后結束試驗。

步驟1中，浸水試坑為開挖深度0.6m的矩形試坑，長度方向與隧道軸向水平。