详情

原文传递基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定方法及系统

专利名称：	基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定方法及系统
摘要：	本发明涉及一种基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定方法及系统，所述方法包括以下步骤：1)根据实际隧道结构，以设定相似比制作衬砌模型；2)对所述衬砌模型进行加载试验，记录衬砌模型的结构变形与对应荷载；3)根据所述相似比获得相应的实际隧道结构的结构变形与对应荷载，采用数据拟合方式获得实际隧道结构的变形荷载函数关系；4)测量获得实际隧道结构的当前收敛变形，基于所述变形荷载函数关系，测得实际隧道结构的剩余承载力。与现有技术相比，本发明能够根据工程监测的数据，定量判断结构的剩余承载力，作为结构安全评价依据，同时通过模型试验还能够揭示结构的受力损伤特征和破坏模式。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	同济大学
发明人：	刘学增;丁爽;桑运龙;师刚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910318868.9
公开号：	CN110132718A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	翁惠瑜
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	200092 上海市杨浦区四平路1239号
主权项：	1.一种基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)根据实际隧道结构，以设定相似比制作衬砌模型； 2)对所述衬砌模型进行加载试验，记录衬砌模型的结构变形与对应荷载； 3)根据所述相似比获得相应的实际隧道结构的结构变形与对应荷载，采用数据拟合方式获得实际隧道结构的变形荷载函数关系； 4)测量获得实际隧道结构的当前收敛变形，基于所述变形荷载函数关系，测得实际隧道结构的剩余承载力。 2.根据权利要求1所述的基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定方法，其特征在于，所述相似比包括几何、强度、弹性模量、应变、位移、面力、体力、力、弯矩、地层抗力系数和配筋率的相似比。 3.根据权利要求1所述的基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定方法，其特征在于，所述衬砌模型中混凝土采用混合砂浆模拟，钢筋采用镀锌钢丝模拟。 4.根据权利要求1所述的基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定方法，其特征在于，所述步骤3)中的数据拟合采用分阶段拟合，具体地：第一阶段，开始加载至结构开裂前，采用线形回归分析拟合；第二阶段，结构开裂至主裂缝贯通前，采用线形回归分析拟合，且斜率小于第一阶段；第三阶段，主裂缝贯通至结构破坏，采用最小二乘法进行多项式拟合。 5.一种基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定系统，其特征在于，包括：衬砌模型，该衬砌模型根据实际隧道结构以设定相似比制作获得；加载装置，用于对所述衬砌模型施加荷载，该加载装置包括用于测量对所述衬砌模型所施加的荷载的压力传感器；百分表，用于对衬砌模型的变形进行测量；计算机，与所述压力传感器和百分表连接，获取测量数据，并根据所述测量数据处理获得实际隧道结构的剩余承载力。 6.根据权利要求5所述的基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定系统，其特征在于，所述加载装置包括：加载单元，设有多个，均匀分布于衬砌模型的拱部和边墙外侧；反力单元，设有多个，均匀分布于衬砌模型的仰拱外侧；反力架，所述加载单元和反力单元安装于该反力架上；该加载装置采用单调静力全周分级加载方式施加荷载，模拟拱顶松动荷载、偏压荷载和侧向荷载。 7.根据权利要求6所述的基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定系统，其特征在于，所述加载单元包括由外到内依次连接的法兰盘、千斤顶、压力传感器、弹簧和加载曲板，所述法兰盘与反力架连接，所述加载曲板作用于衬砌模型。 8.根据权利要求6所述的基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定系统，其特征在于，所述反力单元包括从外到内依次连接的法兰盘、螺栓、压力传感器、弹簧和加载曲板，所述法兰盘与反力架连接，所述加载曲板作用于衬砌模型。 9.根据权利要求6所述的一种基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定系统，其特征在于，所述百分表包括布置于衬砌模型外表面每个曲板中间位置的第一百分表、纵向布置于左右侧起拱线位置的第二百分表以及横向布置于拱顶安装的第三百分表。 10.根据权利要求6所述的基于隧道衬砌变形特征的结构剩余承载力测定系统，其特征在于，所述计算机保存有一测定程序，该测定程序运行时执行以下步骤：根据获取的测量数据及相似比获得实际隧道结构的结构变形与对应荷载，采用数据拟合方式获得实际隧道结构的变形荷载函数关系；获得实际隧道结构的当前收敛变形，基于所述变形荷载函数关系，计算实际隧道结构的剩余承载力。
所属类别：	发明专利