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1、1 .拱顶下沉数据处理对于深埋隧道,可在拱顶布设固定测点,将钢尺或收敛计挂在拱顶测点上,读钢尺读数,后视点可设在稳定衬砌上,读标尺读数,用水平仪进行观测。图2为拱顶下沉观测示意图,图中实线为前次观测的情形,虚线为后次观测的情形。B2I通过计算前后两次拱顶测点的高程差来求拱顶的变位值。钢尺读数上小下大,标尺读数下小上大,标尺基准点高程假定为K,第一次读数后视点为Al,前视点读数为Bl,第二次读数后视点为A2,前视点读数为B2。第一次拱顶标高为GI=K+A1+B1第二次拱顶标高为G2=K+A2+B2拱顶沉降值C=G2-G1=A2-A1+B2-B1若OO,拱顶上移,反之则下沉。2 .围岩变形数据处理
2、把原始数据通过一定的方法,如按大小的排序,用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来,进行数据的数字特征值计算,离群数据的取舍。寻找一种能够较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式,对下一阶段的监测数据进行预测,以预测该测点可能出现的最大位移值和应力值,预测结构和建筑物的安全状况,评价施工方法,确定工程措施,采用的回归函数有以下几类:1、位移历时回归分析一般采用如下模型:指数模型U=A(eW%)式中:U变形值(或应力值)A,B回归系数t0测点的观测时间(d)令y=lnU,x=-9则该函数可化为线性函数:y=nA-B9参数A、B值按线性回归计算方法求得,也可利用EXCeI的强大图表处理功能自动求得
3、参数A、Bo对数模型=Alg(B+r)(B+r0)A+ Bf参数A、B可按线性令y=U,X=!,则函数可化为线性函数:(l+0回归计算公式求得。双曲线模型U=t(A+Bt)式中:U变形值(或应力值)A,B回归系数令y=L,x=l,则函数可化线性函数:y=Ax+B,按线性回归计算公式求得参Ut数A、B03 .数据处理算例巫帮隧道出口段位于BT4施工标段,为一座上、下行分离的四车道高速公路隧道,根据设计资料,隧道左线最大埋深180.58m,隧道右线最大埋深189.66m,属深埋式长隧道;隧址区地貌形态属强烈剥蚀切割的低山区。隧道出口为斜坡。隧道穿越近南北走向的山岭,纵向地形中间高,两侧低,地形起伏
4、大,相对高差多达281.50m。山体冲沟较发育,多纵向分布,呈条状,以降水和地表出露的泉水补给为主,向洞口两侧低洼处径流,随着高差的降低,水量增大。根据勘察资料,隧道区的工程地质岩体主要为前震旦系上板溪群隆里组一段(PtbnbII)砂质板岩,深灰色,裂隙较发育,岩体破碎至较完整。受区域应力的长期作用(主要来自东西向),沿线岩体节理较为发育,总体上由于岩体较破碎,加之洞身段为洼地,因此基岩裂隙水含量较丰富。下表为巫帮隧道拱顶沉降量原始记录表格,对其采用以上介绍的三种回归模型进行相关计算,并预测50天时隧道拱顶的沉降量。表1巫帮隧道拱顶沉降量原始记录表时间(d)02468101214161719实
5、测沉降值(mm)00.5931.0561.4791.7192.022.2492.3952.1532.8162.646时间(d)2021242629323537444547实测沉降值(mm)2.8962.852.7053.1022.9083.4463.3423.3783.4653.5373.5981、利用指数模型进行回归计算令y=lnU,X=-,则该函数可化为线性函数:y=nA-Bxt表2指数模型回归计算1X=-t00.50.250.1670.1250.10.0830.0710.0630.0590.053y=nU-0.5230.0540.3910.5420.703().810.8730.7671
6、.0350.9731X=-t0.050.0480.0420.0380.0340.0310.0290.0270.0230.0220.021y=InU1.0631.0470.9951.1321.0671.2371.2071.2171.2431.2631.28利用Excel智能回归,求得趋势线的公式如下图1所示:图1拱顶沉降指数回归分析曲线图则InU=L218-之丝,即U=3.380-3外山,采用此函数即可预测50天时,拱顶的t沉降量为3.125mm。指数回归的相关系数r=5瓦=0.96,进行相关性检验结果为显著。2、利用对数模型进行回归计算号y=U,X=!,则函数可化为线性函数:y=BAxIgd+
7、0表3对数模型回归计算1X一Ig(l+z)2.0961.4311.1831.0480.960.8980.850.8130.7970.769y=U0().5931.0561.4791.7192.022.2492.3952.1532.8162.6461X一Igd+00.7560.7450.7150.6990.6770.6590.6430.6330.6050.6010.595y=U2.8962.852.7053.1022.9083.4463.3423.3783.4653.5373.598利用EXCel智能回归,求得趋势线的公式如下图2所示:2IQI则U=4.484-3丝采用此函数即可预测50天时,拱
8、顶的沉降量为3.200mm。IgO0对数回归的相关系数r=o.9i,进行相关性检验结果为显著。3、利用双曲线模型进行回归计算令y=,X=;,则函数可化线性函数:y=Ax+B表4双曲线模型回归计算1X=-t0.50.250.1670.1250.10.0830.0710.0630.0590.0531y=-UOO1.6860.9470.6760.5820.4950.4450.4180.4640.3550.3781X=-t0.050.0480.0420.0380.0340.0310.0290.0270.0230.0220.0211y=-U0.3450.3510.370.3220.3440.290.29
9、90.2960.2890.2830.278利用Excel智能回归,求得趋势线的公式如下图3所示:图3拱顶沉降双曲线回归分析曲线图则万=学+。.26采用此函数即可预测5。天时,拱顶的沉降量为3.644mm。双曲线回归的相关系数r=砺=0.997,进行相关性检验结果为特别显著。4.对比回归函数回归公式相关系数r检验指数回归U=3.380产亚0.96显著对数回归2191U=4.484-lg(l+O0.91显著双曲线回归12919=-+0.216Ut0.997特别显著5.结论隧道地质条件、开挖沉降影响较小的情况下,多采用双曲线回归。但是由于隧道开挖过程中地表纵向沉降,拱顶下沉及净空变化等位移受开挖工作面的时空效应的影响,则采用指数函数进行回归分析。