初始地应力是进行岩体工程设计和稳定性分析的重要依据。初始地应力场的模拟方法较多，有限元数学模型回归分析法能够反映地形地质条件和岩体的结构形态，是目前工程中较常用的方法。表2.13天池坪隧道实测地应力续表最大水平主应力为11.45～21.28 MPa，最小水平主应力为6.81～12.14 MPa。......
2023-09-21
挤压性围岩隧道应力分布特征
【摘要】：图5.11为隧道开挖不同工况下围岩的最大主应力分布图。分析图5.13可知，随着隧道开挖，洞周围岩形成临空，最大主应力急剧下降;开挖过后，最大主应力又逐渐增加，并最终基本趋于稳定。图5.13Y=5 m断面围岩最大主应力变化曲线图5.14Y=20 m断面围岩应力变化图5.14是Y=20 m断面隧道洞周围岩最大、最小主应力随开挖工序的变化曲线。
图5.11为隧道开挖不同工况下围岩的最大主应力分布图。由图可见，开挖上台阶，洞周围岩最大主应力为8 MPa。在阶角位置，核心土顶部及两侧出现局部拉应力，最大值约为0.15 MPa。开挖中台阶，洞周围岩最大主应力为8 MPa;在上台阶边墙位置，上台阶核心局部拉应力增大到0.87 MPa。开挖下台阶，洞周围岩最大主应力为7 MPa，在上台阶边墙位置，上台阶核心土、中台阶底部及下台阶边墙出现局部拉应力，最大为0.22 MPa。开挖施作仰拱，洞周围岩最大主应力出现在洞口段边墙底部，最大值为9.97 MPa，上台阶核心土、中下台阶底部出现局部拉应力，最大为1.54 MPa。浇筑二衬后，最大主应力出现在紧邻二衬的下边墙处，最大约为8 MPa，上台阶核心土、中下台阶底部出现局部拉应力，最大值为1.79 MPa。
图5.11 不同开挖工序的围岩最大主应力
图5.12为隧道开挖不同工况下的围岩最小主应力分布图。由图可见，开挖上台阶，洞周围岩最小主应力为16.5 MPa，在阶角、边墙位置。开挖中台阶，洞周围岩最小主应力为12 MPa，在上台阶边墙位置。开挖下台阶，洞周围岩最大主应力为12 MPa，在上台阶边墙位置。开挖施作仰拱，洞周围岩最小主应力出现在距洞口段2～3 m仰拱与边墙接脚处，最大值为35 MPa。浇筑二衬后，最小主应力出现在距洞口段2～3 m仰拱底部，最大约39.47 MPa。
图5.12 不同开挖工序的围岩最小主应力
图5.13是Y=5 m断面隧道洞周围岩最大主应力随开挖工序的变化曲线。分析图5.13可知，随着隧道开挖，洞周围岩形成临空，最大主应力急剧下降;开挖过后，最大主应力又逐渐增加，并最终基本趋于稳定。拱顶最大主应力变化过程为:开挖前最大主应力随着开挖面的临近先增加后降低，当开挖面到达时降为14.6 MPa，随着上中下台阶开挖，最大主应力总体上持续降低，在下台阶开挖后达到最低值;在距离掌子面约20 m处开始逐渐增大，距离开挖面约56 m处基本趋于恒定。
图5.13 Y=5 m断面围岩最大主应力变化曲线
图5.14 Y=20 m断面围岩应力变化
图5.14是Y=20 m断面隧道洞周围岩最大、最小主应力随开挖工序的变化曲线。分析图5.14可知，洞周围岩关键部位的最大、最小主应力随开挖工序变化的规律基本相同，围岩应力变化不仅受到开挖工序的影响，而且受时空效应影响显著。最大主应力在掌子面到达前先增加后减小，在开挖面到达前5 m达到峰值，掌子面到达时由于开挖卸荷急剧下降，拱顶与拱腰在上台阶开挖时达到最低值，墙中与下边墙在下台阶开挖后降到最低值，仰拱闭合后最大主应力持续调整，恢复至6～7 MPa。拱顶与拱腰最小主应力在开挖面到达前15 m开始下降，开挖面到达时迅速下降，上台阶开挖后降到最低值，随后基本保持恒定，仰拱封闭后才逐渐恢复。墙中与下边墙最小主应力在开挖面到达前8 m时开始明显下降，开挖面到达时持续下降，直至中下台阶开挖后降到最低值，仰拱封闭后最小主应力呈线性增加趋势。可见，初期支护的及时封闭，不仅能有效控制围岩变形持续发展，而且对围岩的应力重分布调整也起到促进作用，加快了围岩-支护系统的平衡。
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2023-09-21
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2023-09-21
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2023-09-21
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2023-09-21
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2023-09-21
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