隧道围岩活动性监测
窦林名 何学秋 王恩元 刘贞堂
(中国矿业大学)
摘 要 采用声发射(AE)和电磁辐射(EME)信号上升沿时间和持续时间的关系,排除噪音等的影响,确定有效信号;采用AE频度和能量率的变化规律,EME脉冲数的变化规律,分析隧道周围岩体的活动性并进行实时检测。为大楼及隧道的的稳定性评价提供了依据。
关键词 声发射(AE) 电磁辐射(EME) 岩体活动性
1 隧道道概况
该隧道为取洞四车道,两洞相隔20m。断面形状为曲墙半园拱。毛洞高度8.26m,跨度12.20m。左洞长约100m段上覆有大楼,主楼高36层,二者轴线夹角约20°。标准毛洞顶板距大楼负2层地坪10.90m,距桩底7.0m。
隧道左洞大楼段围岩为缓倾斜岩层。顶板围岩可分为三大段。第一段为砂岩,第二段为粉砂质泥岩。第三段为砂岩。岩石裂隙较为发育,有渗水现象。
隧道左洞大楼段在大楼已建至18层后,成洞通过。之后,大楼开始由18层上升。竣工后不久,隧道发现众多裂缝,裂缝多集中在简体,荷载大的桩基及桩间距较小的部位。据雷达探测,裂缝纵横交错发育,且存在多处不密实和衬砌与围岩接触不好的异常体。
2 测试原理
声发射(简称AE)是指岩石及混凝土等材料在载荷作用下,内部产生塑性变形或裂纹形成和扩展时,瞬态释放应变能而产生弹性波的现象。岩石及混凝土材料在其内部裂纹的产生、扩展及断裂过程中,均会产生声发射。
电磁辐射(简称EME)是岩石混凝土等材料受载变形破裂时向外以电磁能的形式释放能量的现象。电磁辐射主要有两种形式:一种是当岩体受载应力越大时,电磁辐射强度越大;另一种是当岩体变形破裂过程越强烈,电磁辐射信号越强,电磁辐射的脉冲数越大。