[发明专利]一种约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法

权利要求书

1.一种约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：开挖隧道，对开挖后的隧道进行临时支护；挂钢筋网，然后在围岩表面喷射一层混凝土，对喷射了混凝土的围岩表面进行定点钻孔，引出多点位移计的测绳，并将钻孔封堵；

步骤二：在约束混凝土拱架的钢管外部粘贴应变片，约束混凝土拱架的钢管内部粘贴应变砖，在所述的应变砖上粘贴应变片，随后灌注并安装约束混凝土拱架；

步骤三：喷射外层混凝土，立模浇筑二次衬砌，并在二次衬砌上进行定点钻孔，在孔内埋设多点位移计，引出多点位移计的测绳，并将钻孔封堵；

步骤四：将步骤一和步骤三中的多点位移计的电缆连接至相应仪器上，读取围岩的径向位移Δl_w以及衬砌的径向位移Δl_l；

步骤五：将所述的应变片连接线连接至接收仪上，通过粘贴在应变砖上的应变片读取核心混凝土的应变、通过外部粘贴的应变片检测钢管的应变，并将其转化为位移；

步骤六：综合围岩的径向位移、衬砌的径向位移、核心混凝土的径向位移以及约束混凝土拱架的外部钢管的径向位移，计算约束混凝土拱架支护系统径向耦合系数K，确定围岩、衬砌、核心混凝土以及钢管的耦合特性，从而评价整个约束混凝土拱架的受力性能。

2.如权利要求1所述的约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，步骤一及步骤三中，埋设多点位移计的过程为：首先进行钻孔，然后将多点位移计的基点锚头置于孔内底部，引出测绳，随后进行灌浆封孔。

3.如权利要求2所述的约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，灌浆封孔时采用与围岩喷射混凝土配比相一致的水泥砂浆对钻孔进行灌浆，直至灌满为止。

4.如权利要求1所述的约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，步骤二中，约束混凝土拱架的组装方法如下：

在用于约束混凝土的钢管短柱的外部粘贴应变片，内部粘贴应变砖，在所述的应变砖上也粘贴应变片；粘贴在应变砖上的应变片用于检测钢管短柱内部核心混凝土的应变，外部应变片检测钢管短柱的应变；对每一节钢管短柱灌注混凝土，然后将各个浇筑混凝土后的钢管短柱架设成约束混凝土拱架。

5.如权利要求4所述的约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，在约束混凝土钢管短柱上进行定点，利用气割割下钢管短柱的一块圆钢片，在圆钢片内侧粘贴应变砖，在所述的应变砖上粘贴内部应变片，在圆钢片外部于相同位置处粘贴应变片；并将内侧应变片连接线通过扎丝捆绑在一起，通过在圆钢片靠近边缘处开孔引出线束；然后将圆钢片焊接到原切割位置。

6.如权利要求4所述的约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，所述的应变砖为一个方形结构，其采用与灌注核心混凝土相同的材料进行配制。

7.如权利要求4所述的约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，在靠近所述的应变砖的3个相邻表面的3个法线交点处粘贴位于内部的应变片。

8.如权利要求1所述的约束混凝土拱架支护系统径向耦合特性评价方法，其特征在于，步骤五中，通过应变仪上核心混凝土的径向应变ε_cd以及所述钢管的径向应变ε_sd，得到核心混凝土的径向位移Δl_c以及钢管的径向位移Δl_s；其中Δl_c＝ε_cd·l_c，Δl_s＝ε_sd·l_s；其中l_c为核心混凝土径向长度，l_s为钢管径向长度。