地下工程监测方法与检测技术PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 概述 1

1.2 地下工程特点与施工方法 1

1.2.1 地下工程特点 1

1.2.2 主要施工方法 2

1.3 监测和检测的必要性及其目的 3

1.3.1 监测和检测的必要性 3

1.3.2 监测和检测的目的 3

1.4 国内外研究现状 4

1.4.1 国内外的监测新技术 4

1.4.2 当前存在的问题及发展方向 5

1.5 本课程的特点 6

2监测的基础理论 7

2.1 测试系统的组成及其主要性能指标 7

2.1.1 测试系统的组成 7

2.1.2 测试系统的主要性能指标 8

2.2 线性系统及其主要性质 10

2.2.1 测试系统与线性系统 10

2.2.2 线性系统的主要特性 10

2.3 测试系统的静态传递特性及其主要参数 11

2.3.1 静态方程和标定曲线 11

2.3.2 测试系统的主要静态特性参数 12

2.4 测试系统的动态传递特性及其测定 13

2.4.1 测试系统的动态传递特性 13

2.4.2 系统在典型输入下的动态响应 18

2.4.3 测试系统实现信号不失真传递的条件 19

2.4.4 测试系统的负载效应 20

2.4.5 测试系统特性参数的测定方法 21

2.5 测试系统选择的原则 23

本章小结 25

3地下工程的监测仪器 26

3.1 监测仪器 26

3.1.1 经纬仪 26

3.1.2 水准仪 27

3.1.3 全站仪 27

3.1.4 收敛仪 28

3.1.5 测斜仪 28

3.1.6 分层沉降仪 29

3.1.7 多点位移计 29

3.1.8 电阻应变仪 29

3.1.9 钢弦频率接收仪 30

3.1.10 水位计 30

3.1.11 爆破振动监测仪 31

3.2 监测传感器 31

3.2.1 钢筋计 31

3.2.2 土压力计 32

3.2.3 孔隙水压力计 32

3.2.4 轴力计 33

3.2.5 混凝土应力计 33

3.2.6 应变计 33

3.2.7 锚杆测力计 34

3.2.8 爆破振动速度传感器 34

本章小结 35

4地下工程监测项目及监测点布置 36

4.1 一般规定 36

4.2 地下工程主要监测项目 36

4.2.1 基坑及支护结构的主要监测项目 36

4.2.2 钻爆法的主要监测项目 42

4.2.3 盾构法的主要监测项目 44

4.3 监测控制基准的确定 45

4.3.1 控制基准确定的基本原则 45

4.3.2 地表沉降控制基准的确定 45

本章小结 49

5地下工程监测项目的实施方法 50

5.1 常规项目的监测方法 50

5.1.1 地表沉降监测 50

5.1.2 支护体系水平位移监测 52

5.1.3 支撑轴力监测 53

5.1.4 支护结构的钢筋应力监测 54

5.1.5 支护结构的混凝土应变监测 56

5.1.6 土压力的监测 57

5.1.7 孔隙水压力的监测 58

5.1.8 地下水位监测 60

5.1.9 围护结构水平位移监测 61

5.1.10 深层土体位移监测 63

5.1.11 地下管线变形监测 65

5.1.12 拱顶下沉监测 66

5.1.13 净空收敛监测 67

5.1.14 爆破振动监测 68

5.1.15 地质状况观察和素描 71

5.2 地下工程的远程监测系统 71

5.2.1 近景摄影测量系统 71

5.2.2 多通道无线遥测系统 73

5.2.3 光纤监测系统 74

5.2.4 自动全站仪非接触监测系统 75

5.2.5 巴赛特（Bassett）结构收敛系统 77

5.2.6 轨道变形监测系统 77

5.3 光纤传感系统 77

5.3.1 系统简介 77

5.3.2 光纤系统组成 78

5.3.3 工作原理 78

5.3.4 光纤传感器的埋设 80

本章小结 82

6地下工程监测的信息反馈技术 85

6.1 信息反馈的目的及内容 85

6.1.1 信息反馈的目的 85

6.1.2 信息反馈的内容 85

6.2 监测数据的处理方法 86

6.2.1 散点图与回归分析法 86

6.2.2 位移监测数据分析中常用的回归函数 88

6.3 信息反馈 90

6.3.1 监测反馈的程序 90

6.3.2 收敛约束法 91

6.3.3 参数控制法 91

6.3.4 工程类比法 93

6.3.5 有限元法 95

6.3.6 反分析法 97

6.4 稳定围岩与支护结构的技术措施 100

6.4.1 钻爆法施工的围岩与支护结构稳定技术措施 100

6.4.2 盾构法施工时围岩与支护结构的稳定措施 105

6.4.3 明挖法施工时地层与围护结构的稳定措施 109

本章小结 111

7地下工程现场监测的组织与施工 112

7.1 监测方案的编制 112

7.1.1 监测方案编制原则 112

7.1.2 编制监测方案的基础资料 112

7.2 监测的组织与实施 114

7.2.1 监测前期准备 114

7.2.2 监测项目和工作流程 115

7.3 监测资料的整理与分析 119

7.3.1 监测资料的搜集和整理 119

7.3.2 地下工程监测资料的分析方法 119

7.3.3 监测数据的分析与反馈 120

7.4 测量误差分析与数据处理 121

7.4.1 概述 121

7.4.2 测量误差及其分类 121

7.4.3 单随机变量的数据处理 123

7.4.4 多变量的数据处理 127

本章小结 129

8地下工程常规检测技术 131

8.1 载荷试验 131

8.1.1 浅层平板载荷试验 131

8.1.2 深层平板载荷试验 136

8.2 静力触探试验 139

8.2.1 试验目的 140

8.2.2 试验基本原理 140

8.2.3 试验设备 140

8.2.4 静力触探试验的技术要求 142

8.2.5 静力触探试验的成果及应用 142

8.3 圆锥动力触探试验 149

8.3.1 试验目的 149

8.3.2 试验基本原理 149

8.3.3 试验设备 149

8.3.4 圆锥动力触探试验的技术要求 150

8.3.5 圆锥动力触探试验的成果及应用 150

8.4 标准贯入试验 153

8.4.1 试验目的 153

8.4.2 试验基本原理 153

8.4.3 试验设备 153

8.4.4 试验的技术要求 154

8.4.5 影响因素及其校正 155

8.4.6 标准贯入试验的成果及应用 155

8.5 十字板剪切试验 161

8.5.1 试验目的 161

8.5.2 试验基本原理 161

8.5.3 十字板剪切试验设备 162

8.5.4 试验的技术要求 163

8.5.5 试验成果及应用 163

8.6 旁压试验 164

8.6.1 试验目的 164

8.6.2 试验基本原理 164

8.6.3 旁压试验的设备 165

8.6.4 试验技术要求 166

8.6.5 试验成果及其应用 166

本章小结 167

9声波检测技术 169

9.1 概述 169

9.2 声发射技术 169

9.2.1 基本原理 169

9.2.2 声发射检测仪 170

9.2.3 地音仪 171

9.2.4 岩音频度与岩性的关系 172

9.2.5 岩体破坏程度与岩音频度的关系 172

9.2.6 岩音定位简介 173

9.2.7 发射技术在工程中的应用 175

9.3 声波测试技术 177

9.3.1 基本原理 177

9.3.2 声波的激发方式 178

9.3.3 声波测试设备 179

9.3.4 声波测试的工作方式 181

9.3.5 声波测试中应注意的几个问题 183

9.3.6 声波（弹性波）在岩体中的传播规律 184

9.3.7 声波测试在岩体工程中的应用 185

本章小结 189

10地下工程的无损检测技术 191

10.1 概论 191

10.2 回弹法检测 191

10.2.1 基本原理与标定 191

10.2.2 回弹值的量测 192

10.2.3 碳化深度值的测量 193

10.2.4 混凝土强度评定 193

10.2.5 评定报告和有关表格 194

10.3 超声波检测 195

10.3.1 超声波检测仪 195

10.3.2 回弹值量测 195

10.3.3 测区声速值计算 196

10.3.4 混凝土强度评定 196

10.4 超声回弹综合检测 196

10.4.1 测试仪器 197

10.4.2 回弹值的测量与计算 197

10.4.3 声速的测量与计算 197

10.4.4 测区混凝土强度换算值 197

10.4.5 结构或构件的混凝土强度推定值 197

10.5 地质雷达检测技术 198

10.5.1 地质雷达原理及特点 198

10.5.2 地质雷达仪器及其发展 198

10.5.3 地质雷达数据采集的最优化分析 199

本章小结 203

11模型试验 205

11.1 相似理论 205

11.1.1 相似及相似条件 205

11.1.2 量纲分析法（π定律） 209

11.1.3 单值条件 210

11.2 相似材料模型试验 210

11.2.1 相似材料 210

11.2.2 物理相似及相似比的选择 211

11.2.3 荷载的模拟和加载系统 212

11.2.4 量测系统 213

11.2.5 相似材料模型试验实例 213

11.3 结构模型试验 217

11.3.1 结构模型试验原理 217

11.3.2 结构模型试验实例 218

11.4 离心模型试验 221

11.4.1 原理 221

11.4.2 试验 221

11.5 光弹性模型试验 223

11.5.1 原理 223

11.5.2 试验 225

本章小结 229

参考文献 230