[發明專利]一種二襯防脫空帶模注漿的內力模擬測試方法

在審

• 申請號: 202010146803.3
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111272559A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 李福海;李瑞;王江山;何開偉;王佩勛;李超;李學友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中鐵二局第四工程有限公司
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/12
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種二襯防脫空帶模注漿的內力模擬測試方法，屬于隧道工程技術領域。本發明將隧道按比例縮小，采用對應的相似材料建造隧道相似模型的各個部件，并最終在實驗室形成隧道相似模型，模擬隧道的受力變化，并通過應變片測量各個位置的應變，計算出結構受力變化，得到隧道襯砌結構的彎矩和軸力隨注漿壓力的變化規律以及襯砌結構的受力變化情況，分析注漿過程中的隧道結構受力變化規律和最不利位置，提出注漿施工工藝參數控制范圍，提出二襯空洞影響下隧道結構安全性評價的重點部位，為水泥基充填材料的工程應用提供技術指導。

技術領域

本發明涉及隧道工程技術領域，具體涉及一種二襯防脫空帶模注漿的內力模擬測試方法。

背景技術

二次襯砌空洞成為隧道施工中的質量通病，嚴重影響了隧道整個結構的安全，避免隧道二襯背后脫空是隧道施工中的當務之急，是隧道安全運營的重要保證。二次襯砌帶模注漿工藝是解決隧道襯砌質量問題最有效的措施之一，現階段施工中，多采用水泥基充填材料進行空洞填充，且均為事后處理。為了及時避免襯砌脫空，重要的是在施工過程中采取更為先進的技術措施以避免襯砌脫空，其中最為關鍵的就是充填材料和注漿施工工藝的選擇。

注漿方式和充填材料的不同均會影響隧道結構的受力情況，尤其是在注漿過程中充填材料對隧道結構受力影響的最不利位置，了解這些對現場施工具有最為明顯和直接的指導意義。在室內模擬現場隧道二襯注漿模型試驗是研究注漿技術及充填材料并指導現場施工最為有效的方式，但現有隧道室內模型試驗對注漿全過程的模擬及結構的受力監測研究較少，不能有效地為水泥基充填材料的工程應用提供技術指導。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二襯防脫空帶模注漿的內力模擬測試方法，以解決現有隧道室內模型試驗對注漿全過程的模擬及結構的受力監測研究較少，不能有效地為水泥基充填材料的工程應用提供技術指導的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種二襯防脫空帶模注漿的內力模擬測試方法，包括以下步驟：

S1：建造隧道相似模型，并在隧道相似模型的初期支護和二次襯砌的兩側貼多個應變片；

S2：向初期支護和二次襯砌之間的間隙中注漿，注漿過程中，采集各應變片的應變；

S3：通過各應變片的應變變化，計算隧道相似模型的受力變化，得到隧道襯砌結構的彎矩和軸力隨注漿壓力的變化規律以及襯砌結構的受力變化情況。

本發明將隧道按比例縮小，采用對應的相似材料建造隧道相似模型的各個部件，并最終在實驗室形成隧道相似模型，模擬隧道的受力變化，并通過應變片測量各個位置的應變，計算出結構受力變化，得到隧道襯砌結構的彎矩和軸力隨注漿壓力的變化規律以及襯砌結構的受力變化情況，分析注漿過程中的隧道結構受力變化規律和最不利位置，提出注漿施工工藝參數控制范圍，提出二襯空洞影響下隧道結構安全性評價的重點部位，為水泥基充填材料的工程應用提供技術指導。

本發明采用相似模擬的方法，在實驗室內按相似原理制作與原型相似的模型，借助測試儀表觀測模型內力學參數及其分布規律，利用在模型上研究的結果，借以推斷原型中可能發生的力學現象以及巖體壓力分布的規律，從而解決巖體工程生產中的實際問題。這種研究方法具有直觀、簡便、經濟、快速以及實驗周期短等優點。而且能夠根據需要，通過固定某些參數，改變另一些參數來研究巷(隧)道圍巖應力和工作面附近支撐壓力在空間與時間上的分布規律和變化情況以及某些參數對巖體壓力的影響，這在現場條件下是難以實現的。

進一步地，上述步驟S1中，建造隧道相似模型的具體過程包括：預制初期支護和二次襯砌，然后在模型槽的下方鋪設圍巖相似材料，再把初期支護和二次襯砌依次放入模型槽中，最后將模型槽的上部空間填滿圍巖相似材料。

本發明的初期支護和二次襯砌均為預制結構，不但便于隧道相似模型的構建，還能便于應變片的設置。