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1 隧道围岩压力的监测与分析 1.监控量测的重要性 自从奥地利的拉布西维兹(V.Rabcewicz)于1948年提出新奥法以来,新奥法已在我国各山岭公路隧道中得到了广泛应用。众所周知,监控量测作为新奥法的三要素之一,对于隧道施工安全和施工过程控制都起着至关重要的作用。浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法,继1984年王梦恕院士在军都山隧道黄土段试验成功的基础上,又于1986年在具有开拓性,风险性,复杂性的北京复兴门地铁折返线工程中应用,在拆迁少、不扰民、不破坏环境的条件下获得成功。之后,又经过工程实践,提出了“管超前,严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的“18字方针”,突出时空效应对防塌的重要作用,提出在软弱地层快速施工的理念,由此形成了浅埋暗挖法。监控量测工作也在这一工法中起到了很大的作用。盾构法是用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。对于庞大的盾构机,其中顶推力,泥浆压力,盾尾注浆压力,衬砌沉降等均需要进行监控量测。由此可以看出,目前无论是在山岭隧道还是在城市地铁的修建中,监控量测已经是施工中一项重要,不可缺少的工作。 2.监控量测的目的 监控量测的目的主要有三种,包括优化施工顺序、施工安全和科学研究。通常在隧道施工过程中,相关四方包括建设方、设计方、施工方和监理方最关心的就是隧道施工安全,而优化施工顺序也是必不可少的,如果需要为相似工程提供更多的经验和数据,以进一步指导隧道设计和施工,则需进一步进行相关的科学研究。本文主要以山岭隧道的监控量测为主来介绍监控量测的目的。 2.1 优化施工顺序 如果单从优化施工顺序来说,我们最关心的是隧道围岩变形的情况。所以从这个角度出发,监测项目中的变形监测项目是需要重点选择的。从施工经验出发,一般选用的监测项目是周边收敛和拱顶下沉,可以说这两个项目在一般隧道监测中都是必不可少的。因为根据《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)规定[2],判定围岩变形是否稳定主要靠这两项数据,通过其决定下一步采取何种施工方案。如规范规定:①当位移-时间曲线出现反弯点时,则表明围岩和支护已呈不稳定状态,此时应密切监视围岩动态,并加强支护,必要时暂停开挖。②二次衬砌的施工应满足周边收敛速率小于0.1~0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于0.07~0.15mm/d。 通过以上分析表明,只要有通过围岩位移的测量就可以判定下一步所采取的施工措施了,从优化施工顺序角度出发,通常选择周边收敛和拱顶下沉就可以满足要求了,如果是隧道浅埋处则还需增加地表下沉量测项目,如洞口位置。 2.2 施工安全 wk_ad_begin({pid : 21});wk_ad_after(21, function(){$('.ad-hidden').hide();}, function(){$('.ad-hidden').show();}); 施工安全目前在所有工程项目施工中已经提高到了非常高的高度,各单位都非常关心这一问题,所以这也是为什么目前大多建设方都单独对隧道监测进行招标,可见对其重视程度。从施工安全角度出发,变形方面的监测当然是必不可少的,也是判断围岩是否安全稳定的重要依据。除此之外,出于安全考虑还应对关键部位进行相应的应力量测,综合判断围岩的稳定性。 以上分析表明了从施工安全考虑,初次衬砌内的混凝土内应力量测也是非常必要的,所以在选择周边收敛和拱顶下沉量测项目上,根据需要通常还要增加初衬混凝土内应力量测项目。 2.3 科学研究 如果从科学研究需要,则需要根据研究的要求,尽可能多选择关于变形和应力方面的相关测试,除周边收敛、拱顶下沉、地表下沉和初衬混凝土内应力量测外,通常还需要增加以下一些监测项目:围岩内部位移、锚杆内力、二次衬砌内应力、围岩压力及层间支护压力、型钢支撑应力量测等项目。通过以上这些监测项目的实施,然后结合数值模拟分析等手段,可以在类似工程条件下对隧道设计和施工方案进行优化,包括开挖方式的选择、支护结构及强度的选择等,有利于进一步优化设计和施工组织方案,从而保证隧道建设投资的经济性、设计的可靠性及施工的安全性。 3. 振弦式压力盒 对于重要的工程实践,往往开展了大量的原型监测工作。监测的物理量可以是原因量(如荷载等),也可以是响应量(如应力、应变等)。但无论是应力、应变,还是渗透压力或温度等,它们都是非电量型物理量,其测值无法直接通过电缆传输。为了减小开挖对岩土体边值问题的影响,测试期间被测部位是无法被人直接接触的,要求将非电量被测物理量转换为可通过电缆长距离传输的电信号,如电压等。为此,在岩土体和结构内部监测中,需采用传感器(如电阻应变片、振弦式压力盒等)测试技术。传感器的作用是将非电量的应力、应变等转换为电信号。同一类传感器,可根据被测介质和被测物理量的特点而制成不同的结构形式,如振弦式压力盒、钢筋计、渗压计等。在大坝、桥梁、深基坑等大型工程项目中,为了查清应力及其分布,常采用振弦式压力盒测试技术。
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1.液压制动器系统 步骤 操作 正常结果 异常结果 1 检查主油缸制动液液面高度。 制动液液面高度正常。 制动液过低。 2.影响制动性能的外部因素1)轮胎与路面接触不均匀和附着力不均匀的轮胎会导致不均匀制动。如下条件对制动性能可能会有不利影响:·轮胎充气不均匀。·轮胎尺寸不同。·轮胎胎面花纹图案不同。2)车辆负载重载车辆需要的制动力较大。在承载不均匀的车辆上,承载最大的车轮需要的制动力比其它车轮大。3)车轮定位车轮错位,特别是外倾和主销纵倾过大,会导致制动器拉向一侧。3.制动系统测试在符合下列条件的路面上测试制动器:·干燥。·清洁。·适度平坦。·平坦。不要在具有下列条件的路面上测试制动器,因为轮胎不能均匀地扣住路面:·潮湿油滑。·覆盖有松散的泥土。如果道路拱起,使重量抛向一侧车轮,则会对测试产生不利影响。如果路面粗糙,使车轮出现弹跳,也会对测试产生不利影响。在不同车速下,利用轻、重制动踏板压力测试制动器。不要锁住制动器,滑动轮胎。由于重刹车和旋转的车轮,比抱死的车辆刹车距离短,因此抱死的制动器和滑动的轮胎不能指示制动器的效率。除非在极高的减速度时,需平衡制动系统,以避免抱死车轮。由于急减速能力,在高减速水平下,制动踏板感觉较硬。 多数制动踏板行程过短是系统内空气作用的结果。排放系统内的空气,直至所有的空气都排尽时止。造成制动踏板行程过长的不太常见的原因有以下几个方面:·摩擦衬片磨损过度。·液压系统泄漏。以适当的问隔经常测量制动踏板的行程。踏板行程即踏板从一个完全释放的位置朝地板运行的距离。 让发动机空转,并使传动轴处于中心位置。踩下制动踏板,并保持脚踏力不变。如果在用力不变的情况下,踏板慢慢地下落,则说明液压制动系统可能有泄漏。进行以下目视检查,以确证是否有泄漏:·检查主油缸液面位置。正常的摩擦衬片磨损会导致储液器内的液面轻微下降。如果储液器液位低得反常,会导致制动警告灯亮,这表明系统有泄漏。液压系统存在内部或外部泄漏。·检查制动管道和制动软管连接处是否有泄漏。如果存在泄漏,检查紧固件的扭矩,更换管道或软管。·检查连接制动器的元件是否损坏。如有必要,重设或更换连接制动器的元件。·检查卡钳和车轮卡钳夹销是否泄漏。如确实有泄漏,必要时重设或更换这些元件。 液压制动系统由真空助力器、液压传动装置和制动器三部分组成。行车中,如果发现制动失灵或有异响,应立即停车检查,及时排除,尤其在油罐车及爆破器材运输车在运输过程中更要注意。真空助力器故障 先检查其密封性。启动发动机,加速到中等转速(1500r/min左右)后,将发动机熄火,同时迅速抬起加速踏板,使发动机进气管中有校高的真空度。发动机熄火约90秒后,踩下制动踏板,此时若能听到真空助力器附近有清淅的“呼”的进气声,抬起制动踏板再踩一下,又能听到一次进气声,说明真空助力器密封良好。否则,是真空单向阀不严密、真空管路堵塞或泄漏,应拆检修理。 检查完真空助力器的密封性后,再检查其工作效能。在发动机熄火状态下,用力踩下制动踏板数次,解除助力泵中的真空。然后用适当的力再踩下制动踏板,并使制动踏板保持不动。此时启动发动机,若能明显地感觉到制动踏板下落一段距离,则说明真空助力器在起作用。若在发动机启动瞬间没有感觉到制动踏板下沉或感觉不明显,说明真空助力器已丧失助力作用,应进一步拆检修理。故障诊断 在停驶状态下,先检查制动总泵中制动液是否足量,然后踏下制动踏板,使制动系统产生压力。若踏板逐渐不降,则表明制动系统有泄漏。需要查看制动管路各接头是否拧紧,有无渗漏和腐蚀。踏下制动踏板时,如果能踏到底(即与限位螺钉或底板接触),表明总泵内油液不足、制动间隙过大或踏板自由行程过大,需进一步诊断检查。 连续反复踏制动踏板,其工作行程应逐渐减小,踏板高度逐渐增高。否则,可能有如下故障:制动总泵储液室盖上的通气孔、补油孔堵塞、总泵内油液不足、总泵出油阀损坏,使系统油压不能升高。 连续踩几脚制动踏板,如果有弹性,且踏板位置逐渐升高,那么稍停一会再踩,踏板位置又降得很低。这是制动液中混入了空气。应按照从后轮到前轮的顺序,逐一进行排气。制动器故障 确认真空助力器和液压传动装置工作正常,再检查车轮制动器。在行驶状态下(30~50公里/小时),用力踏制动踏板,根据现象作如下判断: 1)如果制动效能差,可能是以下原因:制动盘(鼓)或摩擦片摩损、制动鼓上有油污、制动鼓内有水渍(雨天)、制动鼓温度过高(盘山路多陡坡)、制动蹄偏心支撑销锈涩或锈死(车辆放久后易出现)。 2)如果制动时方向跑偏,应检查各轮制动器磨擦片摩损是否均匀、制动间隙是否合适、比例阀是否有效。 3)行驶20公里以后,用手摸制动鼓或制动盘,感到特别发烫,则是制动器回位装置失效。液压制动装置是将踏板力转换成液压能的形式来传递制动力的,其传动机构简单,但制动器产生的制动力矩与踏板力成线性关系,若轮胎与路面的附着力足够,则汽车所受到的制动力与踏板力成线性关系。这项性能称为制动踏板感(俗称脚感),驾驶员由此可以直接感觉到汽车制动装置的各种工况是否正常,来快速诊断。液压制动系统常见的故障有:制动不灵如制动发咬。 一、制动不灵 1、现象:汽车行驶中,迅速将制动器踏板踩到底,汽车不能立即减速、停车。其制动 减速度小,制动距离过长。 2、原因: (1)踏板自由行程过大。 (2)制动总泵内制动液不足,或补偿孔堵塞,总泵皮碗,皮圈老化、发胀,变形或被 踏翻。 (3)制动总泵活塞与缸体磨损过量而松旷漏油,回油阀密封不良,出油阀弹簧折断。 (4)制动分泵皮碗老化、发胀、活塞卡滞,分泵活塞与缸体磨损过量而松旷漏油。 (5)制动蹄片磨损严重,制动器间隙过大或间隙调反。 (6)制动鼓失圆,起沟或磨损过薄,制动蹄片表面有油,烧蚀硬化,铆钉外露等。 (7)液压制动系统中渗入空气,或制动系温度过高,管路中制动液气化,形成气阻。 (8)油管凹瘪,接头松动渗漏,制动软管老化、破裂或堵塞。 3、诊断与排除 当汽车的液压制动系统出现制动不灵时,可采用“三脚制动”(轻踏、快踏和连踏)凭 “脚感”法来快速诊断。其具体排除步骤如下: 1、第一脚制动:轻踏。即用脚尖或前脚掌轻踏制动踏板。(1)若把踏板踏到全程的三分之二时才感到有制动阻力,则说明踏板自由行程过大,应予调整。(2)当用前脚掌轻踏制动踏板。a)若踏下制动踏板时感觉踏板比以前硬,甚至踏不动,则说明制动总泵及分泵皮碗发胀、变形以致卡死或由于制动液使用过久产生了沉淀阻塞了管路。应更换制动液及制动皮碗,并清洗制动管路。b)若踏下制动踏板时感觉软绵绵的,并富有弹性,则说明液压制动管路内有空气或制动液受热气化。应拧紧管路接头,根据不同车型,按规定要求进行放气。c)若踏下制动踏板后松开,此时踏板不能回到原位,则说明制动总泵回油阀或回油孔也堵塞。若此时总伴有“扑哧”、“扑哧”的响声,则说明制动总泵皮碗被踏翻。应疏通总泵回油阀或回油孔,重新装配或更换总泵皮碗。 2、第二脚制动:快踏。即用脚掌快速踏下制动踏板。(1)装有快速自锁接头的液压制动系统若出现“轻踏”制动踏板时制动有效,而快踏制动踏板时制动无效,则说明是快速自锁接头装反或接头处两个弹簧力调整不当所致。这样在“快踏”制动踏板时,接头球部产生自锁现象,制动液不能通过。遇到这种情况,应重新装配,并将来油端压紧弹簧弹力适当调低。(2)若在“快踏”时,感觉踏板自由行程较小,制动有效,而在缓慢踏下制动踏板时,感觉自由行程较大,制动无效,则说明制动总泵皮碗老化、磨损过甚。保持对制动踏板的压力不变,此时若感觉踏板在继续向下移动,则说明制动管路中有渗漏现象。首先进行外部检查制动管有无破裂,管接头处有无松旷,再检查总泵推杆防尘套处和车轮制动分泵处有无制动液漏出,若没有制动液漏出,则说明总泵或分泵皮碗老化破裂或被踩翻,应予以更换。 3、第三脚制动:连踏、即连续踩踏几次制动踏板。(1)若连续踩几次制动踏板,踏板始终到底且无反力,则说明故障原因是总泵贮液室内缺少制动液,进油孔和贮液室盖通气孔堵塞;或机械连接机构脱落;或制动皮碗破裂或被踏翻。此时,应向贮液室内添加制动液,疏通通气孔,更换制动皮碗。(2)若连续踩几次制动踏板,踏板能升高,且制动效能有好转,则应检查踏板自由行程和车轮制动器间隙。 二、制动发咬 1、现象:汽车行驶中,使用一次或几次制动后,汽车起步和加速困难,汽车行驶一定 里程后,制动鼓有发热现象。 2、原因: (1)制动踏板无自由行程。 (2)制动鼓与制动蹄摩擦片之间间隙过小,制动蹄回位弹簧折断或疲劳过吹。 (3)制动液太脏或精度过大,使得回油困难。 (4)总泵旁通孔回油孔堵塞;总泵或分泵皮碗或皮圈老化、变形、发胀。 (5)总泵活塞回位弹簧过软或折断或活塞卡滞。 3、故障诊断与排除: 先根据故障现象确定是全车发咬还是个别发咬,再作进一步的诊断。 (1)若全车制动发咬:1)检查制动踏板有无自由行程。2)打开贮液室盖,用“连踏” 制动踏板的方法,观察回油情况。若回油缓慢或不回油,应检查制动液是否太脏或粘度过大。若制动液纯清,这时踩一次制动后,放松制动踏板,并拧松任意一个分泵放气螺栓,喷出制动液,全车制动发咬现象解除。 (2)若个别车轮发咬:1)先支起制动发咬的车轮,拧松分泵排气螺栓,若制动液急 速喷出后制动蹄回动,检查制动油管是否堵塞。2)放液后,若制动蹄仍不能回动,检查制动器间隙是否过小。3)若上述检查均正常,则分解检查分泵活塞、皮碗和其他造成制动蹄回位不良的因素。
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