[发明专利]一种TBM掘进时围岩应力变化测量方法

权利要求书

1.一种TBM掘进时围岩应力变化测量方法，其特征在于：通过预先埋设空心包体应力计(1)来监测掘进过程中围岩的应力变化，其步骤如下，

a、综合考虑数值计算的应力结果、地形地貌、岩体强度、断层的影响，确定空心包体应力计(1)的埋设位置和测点数量，保证扰动区内外至少各安装一个；

b、开挖辅助洞(2)或利用已有洞室向TBM待开挖洞段(3)钻安装孔(5)并埋设空心包体应力计(1)，辅助洞(2)或已有洞室到TBM待开挖洞段(3)的垂直距离为2-3倍的TBM洞段洞径；

c、对TBM待开挖洞段(3)进行开挖掘进，同时监测并记录空心包体应力计(1)在TBM通过监测断面的全程应变变化；

d、通过试验确定测量段岩石的弹性模量、泊松比；

e、空心包体应力计(1)三组应变花可得12个不同位置和方向的应变值，列12个方程，其通式如下，Eε_k＝A_k1σ_x+A_k2σ_y+A_k3σ_z+A_k4τ_xy+A_k5τ_yz+A_k6τ_zx利用数理统计的最小二乘法原理，采用Matlab求解方程，利用测得的岩体参数求解出地应力的六个分量σ_x、σ_y、σ_z、τ_xy、τ_yz、τ_xz，式中E为弹性模量，ε_k为每个应变片所测得的应变值，k＝4(i-1)+j，i＝1～3，j＝1～4，3个应变花序号用i表示，对应的极角为θ_i，每个应变花由4个应变片组成，序号用j表示，对应的角度为A_k1～A_k6包含了应变片并非直接粘贴在安装孔(5)岩壁上的修正系数。

2.根据权利要求1所述的TBM掘进时围岩应力变化测量方法，其特征在于：步骤b埋设空心包体应力计(1)时，须通过安装孔(5)的岩芯判断周围岩体的完整情况，并通过调整安装孔(5)的深度确保空心包体应力计(1)的埋设能够避开结构面发育地带。

3.根据权利要求1所述的TBM掘进时围岩应力变化测量方法，其特征在于：步骤d中的参数通过现场围压率定试验得到，或者将靠近测量段前后的岩芯在实验室加工成标准试块，通过单轴压缩试验得到。