[发明专利]高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法

权利要求书

1.高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、开展高岩温隧洞的工程地质调查与分析，分析热源来源、强度等特性；

S2、根据对于高岩温热源来源、强度、分布位置等特性的分析，在现场高岩温代表性地段开挖一条试验洞；

S3、将试验洞分为四个洞段，在毛洞阶段，在每一洞段处均垂直洞壁设置若干个钻孔，在钻孔内布设变形测试装置及温度测试装置；

S4、将试验洞分成的四个洞段，施做衬砌支护，其中一段为普通钢筋混凝土衬砌，其余三段分别为设置有不同隔热材料的复合衬砌支护结构，形成复合衬砌支护结构；

S5、在衬砌支护结构内埋设应力测试装置、变形测试装置及温度测试装置；

S6、根据布设于钻孔内的变形测试装置、温度测试装置得到的监测相关数据，为开展高岩温隧洞围岩温度场分度及强度变形特征分析，进行初步分析，为高岩温引水隧洞及围岩温度、强度的特征和演化规律提供基础试验数据；

S7、根据埋设于衬砌内的应变、应力、温度测试装置得到的监测数据，进行初步分析，为开展高岩温隧洞温度及力学特性现场分析，得到实际高温隧洞条件下的温度场变化规律、支护结构热应力和变形规律。

2.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S2中，所述试验洞的洞直径为3m，长度为20～30m。

3.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S3中，所述钻孔的个数为3～5个，每个钻孔深度为3～5m。

4.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S3中，所述变形测试装置的数量至少为3个，各所述变形测试装置之间的间隔为50～100cm；所述温度测试装置的数量至少为3个，各所述温度测试装置之间的间隔为50～100cm。

5.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S4中，所述隔热材料为泡沫玻璃4、XPS保温板5或EPS保温板6。

6.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S1中，工程地质调查与分析，分析热源来源、强度等特性包括通过对前期勘察资料、现场施工开挖过程中围岩温度场及开挖后围岩温度场可能的变化进行分析，然后据此确定现场试验洞段，使得所选择的洞段具有代表性。

7.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S5中，所述应力测试装置的数量至少为3个。

8.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S6中，所述初步分析包括温度场与热应力分析，包括引水隧洞支护结构热力学参数与边界条件分析，对比分析围岩和支护结构参数随着温度变化时的支护结构温度和应力变化规律。

9.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S7中，所述初步分析包括温度场与热应力分析，包括引水隧洞支护结构热力学参数与边界条件分析，对比分析围岩和支护结构参数随着温度变化时的支护结构温度和应力变化规律。

10.根据权利要求1所述的高岩温引水隧洞现场衬砌温度分布与热应力试验方法，其特征在于，步骤S3中，所述温度测试装置包括测温仪、若干根电缆及若干个温度探头，所述电缆外表面上套有套管，所述电缆的一端与测温仪相连，所述电缆的另一端穿过套管的侧壁与温度探头相连，所述电缆与温度探头一一对应；所述温度探头与套管之间设有定位弹簧，所述定位弹簧的一端端部固定在套管上，所述定位弹簧套在电缆上；

所述电缆为柔性电缆；

所述测温仪为手持式仪表，电源选用电池供电，采用三位半LCD显示A/D转换器ICL7106；

所述温度探头用于对高岩温隧道围岩内部温度进行监测；

所述温度探头为AD590型温度传感器。