[發明專利]基于隧道襯砌病害特征的隧道襯砌結構服役性能檢測方法

有效

• 申請號: 201910655422.5
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110514518B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉學增;桑運龍;孫州
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海同巖土木工程科技股份有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N21/88;G01B5/02;G01S13/88;G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

本發明涉及一種基于隧道襯砌病害特征的隧道襯砌結構服役性能檢測方法，包括：步驟S1：采用模型試驗方法對隧道結構、外部荷載以及地層條件等進行相似模擬，開展結構受力破壞試驗，記錄隧道襯砌病害特征的測試值；步驟S2：根據步驟S1中隧道襯砌病害特征測試值，建立隧道襯砌病害特征與剩余承載力區間的對應關系；步驟S3：采用現場檢測方法記錄隧道原型的襯砌病害特征的檢測值；步驟S4：將步驟S3中襯砌病害特征的檢測值與步驟S2建立的隧道襯砌病害特征與剩余承載力區間的對應關系對照，確定步驟S3中隧道原型襯砌結構的剩余承載力區間。與現有技術相比，本發明能根據病害特征快速判定隧道襯砌結構的剩余承載力區間，為隧道安全性評價提供數據支撐。

技術領域

本發明涉及公路隧道結構服役性能評價領域，尤其是涉及一種基于隧道襯砌病害特征的隧道襯砌結構服役性能檢測方法。

背景技術

隨著我國隧道大規模的興建，運營隧道數量逐年增多，同時由于隧道結構外部環境改變以及結構自身材料的弱化，隧道襯砌結構產生的病害尤為突出，同時隧道襯砌病害特征是反映結構安全的最直觀指標。為保障隧道結構安全，合理評價隧道襯砌結構的服役性能，有必要提出一種由隧道襯砌病害確定隧道襯砌結構服役性能的方法。

專利CN106919784A公開了一種基于變權重的盾構隧道服役性能評價方法，根據盾構隧道的服役性能評估指標體系獲得評價所必需的監測、檢測數據，基于模糊綜合評判的方法對結構單元進行評價根據單元結構評價等級綜合判定隧道整體服役性能等級。

《城市軌道交通隧道結構養護技術標準》CJJ/T289-2018利用專家評分法建立盾構法(TBM法)隧道服役性能與病害指標的綜合關系。

上述專利、規范雖然對隧道服役性能的評價方法有所研究，但僅考慮隧道病害因素對隧道結構影響的模糊關系，沒有建立起對應的量化關系，另一方面，沒有建立隧道襯砌病害特征與隧道結構的剩余承載力以及健康度的對應關系。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于隧道襯砌病害特征的隧道襯砌結構服役性能檢測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于隧道襯砌病害特征的隧道襯砌結構服役性能檢測方法，所述隧道襯砌結構服役性能具體量化為隧道襯砌結構的剩余承載力區間，所述檢測方法包括：

步驟S1：采用模型試驗方法對隧道結構、外部荷載以及地層條件等進行相似模擬，開展結構受力破壞試驗，記錄隧道襯砌病害特征的測試值；

步驟S2：根據所述步驟S1記錄的隧道襯砌病害特征測試值，建立隧道襯砌病害特征與剩余承載力區間的對應關系；

步驟S3：采用現場檢測方法記錄隧道原型的襯砌病害特征的檢測值；

步驟S4：將所述步驟S3中隧道原型的襯砌病害特征的檢測值與所述步驟S2建立的隧道襯砌病害特征與剩余承載力區間的對應關系進行對照，確定所述步驟S3中隧道原型襯砌結構的剩余承載力區間。

所述步驟S1具體為：

步驟S101：確定所述隧道襯砌結構的尺寸、結構力學參數、地層力學參數以及隧道外部荷載形式，所述結構力學參數包括裂縫參數、鋼筋參數，檢測所述隧道襯砌病害特征并記錄測試值，對缺陷的與完好隧道襯砌結構開展相似模型試驗；

步驟S102：確定試驗模型的幾何相似比C_L、應力相似比C_σ和彈模相似比C_E，由相似理論確定試驗模型位移相似比C_d、應變相似比C_ε、荷載相似比C_P、彎矩相似比以及地層抗力相似比；