1.一種約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟一:開(kāi)挖隧道,對(duì)開(kāi)挖后的隧道進(jìn)行臨時(shí)支護(hù);掛鋼筋網(wǎng),然后在圍巖表面噴射一層混凝土,對(duì)噴射了混凝土的圍巖表面進(jìn)行定點(diǎn)鉆孔,引出多點(diǎn)位移計(jì)的測(cè)繩,并將鉆孔封堵;
步驟二:在約束混凝土拱架外部粘貼應(yīng)變片,內(nèi)部粘貼應(yīng)變磚,在所述的應(yīng)變磚上粘貼應(yīng)變片,隨后灌注并安裝約束混凝土拱架;
步驟三:噴射外層混凝土,立模澆筑二次襯砌,并在二次襯砌上進(jìn)行定點(diǎn)鉆孔,在孔內(nèi)埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì),引出多點(diǎn)位移計(jì)的測(cè)繩,并將鉆孔封堵;
步驟四:將步驟一和步驟三中的多點(diǎn)位移計(jì)的電纜連接至相應(yīng)儀器上,讀取圍巖的徑向位移Δlw以及襯砌的徑向位移Δll;
步驟五:將所述的應(yīng)變片連接線連接至接收儀上,讀取核心混凝土以及鋼管的應(yīng)變,并將其轉(zhuǎn)化為位移;
步驟六:綜合圍巖的徑向位移、襯砌的徑向位移、核心混凝土的徑向位移以及約束混凝土拱架的外部鋼管的徑向位移,計(jì)算約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合系數(shù)K,確定圍巖、襯砌、核心混凝土以及鋼管的耦合特性,從而評(píng)價(jià)整個(gè)約束混凝土拱架的受力性能。
2.如權(quán)利要求1所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,步驟一及步驟三中,埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)的過(guò)程為:首先進(jìn)行鉆孔,然后將多點(diǎn)位移計(jì)的基點(diǎn)錨頭置于孔內(nèi)底部,引出測(cè)繩,隨后進(jìn)行灌漿封孔。
3.如權(quán)利要求2所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,灌漿封孔時(shí)采用與圍巖噴射混凝土配比相一致的水泥砂漿對(duì)鉆孔進(jìn)行灌漿,直至灌滿為止。
4.如權(quán)利要求1所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,步驟二中,約束混凝土拱架的組裝方法如下:
在用于約束混凝土的鋼管短柱的外部粘貼應(yīng)變片,內(nèi)部粘貼應(yīng)變磚,在所述的應(yīng)變磚上也粘貼應(yīng)變片;粘貼在內(nèi)部的應(yīng)變片用于檢測(cè)鋼管短柱內(nèi)部核心混凝土的應(yīng)變,外部應(yīng)變片檢測(cè)鋼管短柱的應(yīng)變;對(duì)每一節(jié)鋼管短柱灌注混凝土,然后將各個(gè)澆筑混凝土后的鋼管短柱架設(shè)成約束混凝土拱架。
5.如權(quán)利要求4所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,在約束混凝土鋼管短柱上進(jìn)行定點(diǎn),利用氣割割下鋼管短柱的一塊圓鋼片,在圓鋼片內(nèi)側(cè)粘貼應(yīng)變磚,在所述的應(yīng)變磚上粘貼內(nèi)部應(yīng)變片,在圓鋼片外部于相同位置處粘貼應(yīng)變片;并將內(nèi)側(cè)應(yīng)變片連接線通過(guò)扎絲捆綁在一起,通過(guò)在圓鋼片靠近邊緣處開(kāi)孔引出線束;然后將圓鋼片焊接到原切割位置。
6.如權(quán)利要求4所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,所述的應(yīng)變磚為一個(gè)方形結(jié)構(gòu),其采用與灌注核心混凝土相同的材料進(jìn)行配制。
7.如權(quán)利要求4所述的約束混凝土拱架鋼混耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,在靠近所述的應(yīng)變磚的3個(gè)相鄰表面的3個(gè)法線交點(diǎn)處粘貼位于內(nèi)部的應(yīng)變片。
8.如權(quán)利要求1所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,步驟五中,通過(guò)應(yīng)變儀上核心混凝土的徑向應(yīng)變?chǔ)?sub>cd以及所述鋼管的徑向應(yīng)變?chǔ)?sub>sd,得到核心混凝土的徑向位移Δlc以及鋼管的徑向位移Δls;其中Δlc=εcd·lc,Δls=εsd·ls;其中l(wèi)c為核心混凝土徑向長(zhǎng)度,ls為鋼管徑向長(zhǎng)度。
9.如權(quán)利要求1所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,步驟六中,約束混凝土支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合系數(shù)K由圍巖的徑向位移Δlw、襯砌的徑向位移Δll、核心混凝土的徑向位移Δlc以及鋼管的徑向位移Δls綜合確定,約束混凝土支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合系數(shù)K的確定方法為其中a為約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合參考值,M為四者徑向位移的平均值。
10.如權(quán)利要求7所述的約束混凝土拱架支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性評(píng)價(jià)方法,其特征在于,K數(shù)值越小,說(shuō)明鋼管混凝土支護(hù)系統(tǒng)徑向耦合特性更好,受力及整體性能更好。