隧道力學(xué)的基本概念與計算模型

隧道力學(xué)的基本概念與計算模型本講主要內(nèi)容：1、隧道力學(xué)的基本概念2、隧道工程的特點及主要結(jié)構(gòu)型式3、隧道力學(xué)的研究內(nèi)容4、隧道力學(xué)的發(fā)展歷史5、隧道結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算模型6、初始地應(yīng)力場及隧道結(jié)構(gòu)荷載形式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華1、隧道力學(xué)的基本概念

眾所周知，隧道工程所處的環(huán)境條件與地面工程是全然不同的，但長期以來都沿用適應(yīng)于地面工程的理論和方法來解決隧道過程中所遇到的各種問題，因而常常不能正確的闡明隧道工程出現(xiàn)的各種力學(xué)現(xiàn)象和過程，使得隧道工程長期處于“經(jīng)驗設(shè)計”和“經(jīng)驗施工”局面。

目前隧道工程正朝著“信息化設(shè)計、信息化施工”的目標(biāo)邁進(jìn)，在隧道與地下工程由“經(jīng)驗”到“科學(xué)”的轉(zhuǎn)變過程中，隧道力學(xué)將起著重要的主導(dǎo)作用。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—基本概念土木工程學(xué)院隧道工程系施成華1、隧道力學(xué)的基本概念

隧道力學(xué)(Tunnelmechanics)是巖土力學(xué)的一個重要組成部分。隨著各種類型的地下結(jié)構(gòu)物包括隧道(洞)、地下鐵道、地下洞室、地下廠房、地下街道等在世界各地大量興建，作為地下結(jié)構(gòu)物設(shè)計理論基礎(chǔ)的隧道力學(xué)日益顯示出其重要性．兼之過去數(shù)十年間地下結(jié)構(gòu)理論有了很大發(fā)展，隧道力學(xué)從巖土力學(xué)中劃分出來成為一門獨立學(xué)科的條件業(yè)已成熟。

隧道力學(xué)是以巖體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈塑性力學(xué)、以及建筑材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計原理為基礎(chǔ)的一門綜合性的邊緣學(xué)科。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—基本概念土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（1）隧道工程的特點1)荷載的模糊性2)圍巖物理力學(xué)參數(shù)難以準(zhǔn)確獲得3)圍巖—支護(hù)結(jié)構(gòu)承載體系◆圍巖不僅是荷載，同時又是承載體；

◆地層壓力由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承受；

◆充分發(fā)揮圍巖自身承載力的重要性。4)設(shè)計參數(shù)受施工方法和施作時機(jī)的影響很大

5)隧道與地面結(jié)構(gòu)受力的不同點—圍巖抗力的存在土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型外部支護(hù)◆整體式混凝土襯砌◆砌石襯砌◆拼裝式襯砌◆噴射混凝土支護(hù)內(nèi)部支護(hù)◆錨桿◆注漿混合支護(hù)◆噴錨支護(hù)◆復(fù)合式襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型1）整體式混凝土襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型2）裝配式混凝土襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型3)復(fù)合式襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華1）馬蹄形第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華2）圓形3）拱形第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華4）雙連拱形第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華

5）矩形及單跨雙層結(jié)構(gòu)第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華6）單層多跨結(jié)構(gòu)第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—隧道的特點與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華隧道是處在各種地質(zhì)環(huán)境中的地下結(jié)構(gòu)，因此，它必將受到周圍環(huán)境的強(qiáng)烈影響。所謂的地質(zhì)環(huán)境包括：地質(zhì)體的形成及其經(jīng)歷；初始應(yīng)力場（包括構(gòu)造應(yīng)力場在內(nèi)）；各種地質(zhì)體的物理的、力學(xué)的、構(gòu)造的和時間的特性及其分類等?？茖W(xué)地認(rèn)識地質(zhì)環(huán)境對地下結(jié)構(gòu)的影響是正確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的前提。

此外，隧道圍巖的工程地質(zhì)分類受到了極大的關(guān)注，因為隧道設(shè)計的工程類比方法大都是以圍巖分類級別為依據(jù)的。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—研究內(nèi)容3、隧道力學(xué)的研究內(nèi)容（1）隧道地質(zhì)環(huán)境的研究土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—研究內(nèi)容（2）隧道施工過程的動態(tài)力學(xué)分析隧道從開挖到初期支護(hù)的施作，再到二次襯砌的施作需要一個過程，而且一般的軟弱圍巖隧道，多采用分部開挖施工方法，不同開挖方法和支護(hù)時機(jī)對隧道結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性影響很大。

隧道施工階段的力學(xué)分析包括：圍巖初始應(yīng)力場和開挖效應(yīng)；毛洞穩(wěn)定性分析；初期支護(hù)(錨噴和鋼拱支護(hù)等)和二次支護(hù)(襯砌)的受力狀態(tài)分析；不同施工階段支護(hù)與圍巖的相互作用及圍巖穩(wěn)定性分析(包括彈性分析、粘彈性分析、彈塑性分析、彈粘塑性分析、二維和三維模型等)；地下施工引起的地面沉陷等等。土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—研究內(nèi)容（3）隧道使用階段支護(hù)體系的穩(wěn)定性分析一個完整的支護(hù)體系是由周圍巖體和支護(hù)結(jié)構(gòu)組成的。因此，支護(hù)體系的設(shè)計必須包括對周圍巖體支護(hù)效應(yīng)及支護(hù)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的評定。必須正確地確定支護(hù)結(jié)構(gòu)與坑道圍巖的接觸狀態(tài)及其相互作用機(jī)理，建立兩者的相互作用力學(xué)模式。

此外，隧道工程各種材料（包括巖石及巖體、混凝土、金屬材料等）的性質(zhì)，尤其是長期性質(zhì)都與時間有關(guān)。因此，構(gòu)成隧道支護(hù)體系的巖體和結(jié)構(gòu)材料也必將受到時間的影響。例如支護(hù)結(jié)構(gòu)參與工作的時間、圍巖壓力的時間效應(yīng)、巖體或混凝土徐變、流變對應(yīng)力應(yīng)變的影響等。土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—研究內(nèi)容（4）隧道結(jié)構(gòu)的動力分析隧道工程的動力分析包括隧道工程的動力性態(tài)；隧道工程地震(爆振)反應(yīng)分析；隧道施工振動與地下交通隧道車輛振動對環(huán)境影響分析；列車荷載下上下重疊和交叉隧道的動力響應(yīng)分析等。土木工程學(xué)院隧道工程系施成華現(xiàn)場測試和實驗室試驗是隧道力學(xué)不可缺少的組成部分。設(shè)計和施工前的隧址工程地質(zhì)勘探；施工過程中結(jié)構(gòu)和圍巖（包括地面）的變形觀測；這是指導(dǎo)施工和設(shè)計的重要反饋信息；實驗室相似材料模型試驗、光彈性模型試驗以及離心機(jī)模型試驗等；運(yùn)營期間地下結(jié)構(gòu)的靜力和動力觀測包括長時期的結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)變觀測、對地震和車輛振動反應(yīng)的觀測等?，F(xiàn)場測試和實驗室試驗，一方面為地下結(jié)構(gòu)物的設(shè)計和計算提供數(shù)據(jù)，另一方面又是檢驗設(shè)計和計算是否正確性的重要手段。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—研究內(nèi)容（5）現(xiàn)場測試和室內(nèi)試驗的研究土木工程學(xué)院隧道工程系施成華巖土物理力學(xué)性質(zhì)和本構(gòu)關(guān)系的研究，既是巖土力學(xué)工作者的主要任務(wù)之一，也應(yīng)該是隧道力學(xué)工作者的一項重要任務(wù)。嚴(yán)格地說．?dāng)?shù)值分析結(jié)果是否正確，往往取決于所選用的材料本構(gòu)模型和物理力學(xué)參數(shù)是否正確。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計算模型—研究內(nèi)容（6）巖土力學(xué)性質(zhì)和本構(gòu)關(guān)系的研究土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華4、隧三道力三學(xué)的三發(fā)展三歷史最早(1三9世紀(jì)三初期)的隧三道（三洞）三多以三磚石三材料三作襯三砌，三采用三木支三撐和三斷面三分部三開挖三的方三法施三工。三可以三推斷三，當(dāng)三時隧三道襯三砌的三設(shè)計三是仿三照拱三橋進(jìn)三行的三，其三特點三是只考三慮襯三砌承三受圍三巖的三主動三荷載三而未三考慮三圍巖三對襯三砌變?nèi)蔚娜s束三和由三此產(chǎn)三生的三抗力，因三此襯三砌厚三度偏三大。三其三后，三不同三學(xué)者三和工三程師三們在三設(shè)計三隧道三襯砌三時采用三不同三的假三定來三計及三圍巖三對襯三砌變?nèi)嗡a(chǎn)生三的抗三力，其三中溫三克爾(w三in三ke三r)局部三變形三理論三得到三了廣三泛應(yīng)三用。三這方三面的三代表三學(xué)者三有：O．康三姆裂三爾(1三91三0)，B．H許特三和S．約三翰勒三遜(1三92三2)，A.布耳(1三94三4)，H．舒三爾茨三和H．杜三德克(1三96三4)等。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—發(fā)展三歷史土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華與此三同時三，將村三砌和三圍巖三視作三連續(xù)三介質(zhì)三模型進(jìn)行三分析三的方三法也三得到三了發(fā)三展，三其中三代表三量學(xué)三者有三：H．史三密特(1三92三6)，J．塔三羅勃(1三95三7)，H．卡三斯特三勒(1三96三0)，A．M．繆三爾伍三德(1三97三5)。50年代三以來三，噴三射混三凝土三和錨三桿被三廣泛三用作三初期三支護(hù)三。人三們逐三漸認(rèn)三識到三，這三種支三護(hù)能三在保三證圍三巖穩(wěn)三定的三同時三允許三其有三一定三程度三的變?nèi)?，使圍三巖內(nèi)三部應(yīng)三力得三到調(diào)三整從三而發(fā)三揮其三自持三作用，因三此可三以將三內(nèi)層三襯砌三的厚三度減三小很三多。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—發(fā)展三歷史土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華60年代三中期三，隨三著數(shù)三字電三子計三算機(jī)三的更三新和三巖土三本構(gòu)三定律三研究三的進(jìn)三展，隧道三工程三分析三方法三進(jìn)入三了以三有限三元法三為代三表的三數(shù)值三分析三時期。這三方面三的代三表學(xué)三者有三：S．F．瑞三亞斯三和D．V．迪三爾(1三96三6)，0．C．辛三克維三奇等(1三96三8)三(1三97三4)，E．L威爾三遜(1三96三8)，F(xiàn)．H．庫三樂荷三威(1三97三5)，W．維三特基(1三97三7)。三近年三來數(shù)三值分三析有三了新三的進(jìn)三展，三無限三單元三、邊三界單三元、三離散三單元三、節(jié)三理單三元等三在地三下結(jié)三構(gòu)靜三力和三動力三分析三中得三到了三廣泛三應(yīng)用三。隧道三工程三反分三析法三有了三發(fā)展三，其要三旨是三根據(jù)三現(xiàn)場三測得三的圍三巖變?nèi)螖?shù)三據(jù)反三演推三算圍三巖的三各種三物理三力學(xué)三參數(shù)三和初三始地三應(yīng)力三等。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—發(fā)展三歷史土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華由于三地下三結(jié)構(gòu)三物的三地質(zhì)三條件三和它三們的三用途三、使三用期三限以三及運(yùn)三營條三件的三不同三，需三要采三用不三同的三設(shè)計三計算三方法三。同三時，三經(jīng)驗三、工三程類三比和三工程三師們?nèi)呐腥龜嘁踩际侨匾摹Ｈ蓄^三腦的三工程三師們?nèi)朴谧鹬厝淼廊W(xué)三對某三項具三體工三程的三分析三成果三，并三根據(jù)三自己三的經(jīng)三驗和三判斷三做出三合理三的設(shè)三計和三施工三方案三來指三導(dǎo)設(shè)三計和三施工。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—發(fā)展三歷史土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華5、隧三道結(jié)三構(gòu)的三力學(xué)三計算三模型（1）國三內(nèi)外三常用三的隧三道結(jié)三構(gòu)計三算模三型國際三隧道三協(xié)會(I三TA三)于19三78年曾三成立三結(jié)構(gòu)三設(shè)計三模型三研究三組(W三or三ki三ng三G三ro三up三o三n三St三ru三ct三ur三al三d三es三ig三n三Mo三de三ls三)，其三任務(wù)三在于三匯集三與交三流各三會員三國所三采用三的結(jié)三構(gòu)設(shè)三計模三型。三該工三作組三于19三81年提三出了三工作三報告三，給三出了三各會三員國三對四三種不三同類三型的三隧道三所采三用的三結(jié)構(gòu)三設(shè)計三模型。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華（1）國三內(nèi)外三常用三的隧三道結(jié)三構(gòu)計三算模三型第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（1）國三內(nèi)外三常用三的隧三道結(jié)三構(gòu)計三算模三型土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華由此三，目三前國三內(nèi)外三采用三的隧三道結(jié)三構(gòu)設(shè)三計模三型可三歸納三為四三種類三型：1）以工三程類三比為三依據(jù)三的經(jīng)三驗法（Em三pi三ri三ca三l三Me三th三od）。2）以測三試為三依據(jù)三的實三用法。包三括收三斂—約束三法(c三on三ve三rg三en三ce—co三nf三in三em三en三t三Me三th三od三)、現(xiàn)三場和三實驗三室的三巖土三力學(xué)三試驗三、應(yīng)三力(應(yīng)變)量測三以及三實驗三室模三型試三驗。3）結(jié)構(gòu)三力學(xué)三方法（作三用—反作三用模三型，Ac三ti三on三-r三ea三ct三io三n三Mo三de三l)，例三如彈三性地三基框三架，三彈性三地基三圓環(huán)三（全三部支三承或三部分三支承三），三矩陣三位移三法等三。這三種模三型亦三可稱三為荷三載—結(jié)構(gòu)三法。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（1）國三內(nèi)外三常用三的隧三道結(jié)三構(gòu)計三算模三型土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華4）巖體三力學(xué)三方法（連三續(xù)介三質(zhì)模三型，Co三nt三in三uu三m三Mo三de三l)，包三括解三析法三和數(shù)三值法三兩種三主要三的方三法。三解析三法又三分為三封閉三解和三近似三解兩三種方三法，三目前三它已三逐漸三被數(shù)三值法三所取三代。三數(shù)值三法以三有限三元法三為主三，這三種模三型亦三可稱三之為三連續(xù)三介質(zhì)三力學(xué)三法。三隧三道工三程技三術(shù)人三員在三設(shè)計三隧道三與地三下結(jié)三構(gòu)物三時，往往三要考三慮和三比較三各種三方法三，或三以某三一種三方法三為主三，以三其它三的方三法作三為校三核。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（1）國三內(nèi)外三常用三的隧三道結(jié)三構(gòu)計三算模三型土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華該方三法認(rèn)三為圍三巖對三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三的作三用只三是產(chǎn)三生作三用在三結(jié)構(gòu)三上的三荷載三（包三括主三動的三圍巖三壓力三和被三動的三圍巖三彈性三抗力三），三該模三型是三仿效三地面三結(jié)構(gòu)三的計三算模三型，即將三荷載三作用三在結(jié)三構(gòu)上三，用三一般三結(jié)構(gòu)三力學(xué)三的方三法進(jìn)三行計三算。在三這類三模型三中隧三道支三護(hù)結(jié)三構(gòu)與三圍巖三的相三互作三用是三通過三圍巖三對支三護(hù)結(jié)三構(gòu)的三變形三產(chǎn)生彈性三抗力來體三現(xiàn)的三，而三圍巖三的承三載能三力則三在確三定圍三巖壓三力和三彈性三抗力三時間三接地三考慮三。圍三巖的三承載三能力三越高三，它三給予三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三的主三動壓三力越三小，三而約三束支三護(hù)結(jié)三構(gòu)變?nèi)蔚娜龔椥匀沽θ酱笕嗳龑砣f，三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三所起三的作三用就三變小三了。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（2）結(jié)三構(gòu)力三學(xué)方三法土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華這一三類計三算模三型主要三適用三于圍三巖因三過分三變形三而發(fā)三生松三弛和三坍塌三，支三護(hù)結(jié)三構(gòu)主三動承三擔(dān)圍三巖“三松動三壓力三”的三情況。利三用這三類模三型進(jìn)三行隧三道支三護(hù)結(jié)三構(gòu)設(shè)三計的三關(guān)鍵三問題三，是三如何三確定三作用三在支三護(hù)結(jié)三構(gòu)上三的主三動荷三載（三其中三最主三要的三是圍三巖產(chǎn)三生的三松動三壓力三），三以及三圍巖三給支三護(hù)結(jié)三構(gòu)的三彈性三抗力三。三荷三載—結(jié)構(gòu)三模型三在隧三道工三程的三初期三，曾三經(jīng)被三廣泛三地采三用，三因為三它與三當(dāng)時三的施三工技三術(shù)水三平是三相符三的。三由于三這種三計算三模型概念三清晰三，計三算簡三便，易三于被三工程三師們?nèi)尤?，三故至三今仍三較為三廣泛三的使三用，三尤其三是對三模筑三混凝三土襯三砌。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（2）結(jié)三構(gòu)力三學(xué)方三法土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華它是將支三護(hù)結(jié)三構(gòu)與三圍巖三視為三一體三，作三為共三同承三受荷三載的三隧道三結(jié)構(gòu)三體系，故三又稱三為復(fù)三合整三體模三型。三這種三模型主要三應(yīng)用三于由三于圍三巖變?nèi)味鹑膲喝?，壓三力值三必須三通過三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三與圍三巖的三共同三作用三而求三得，三這是三反映三當(dāng)前三現(xiàn)代三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三原理三的一三種計三算方三法。三在這三種模三型中三圍巖三是直三接的三承載三單元三，支三護(hù)結(jié)三構(gòu)只三是用三來約三束和三限制三圍巖三的變?nèi)?。三該方三法是三目前三隧道三結(jié)構(gòu)三體系三設(shè)計三計算三中力三求采三用的三和正三在發(fā)三展的三模型三，在三該種三模型三中可三以考三慮隧三道結(jié)三構(gòu)的三各種三幾何三形狀三，圍三巖和三支護(hù)三材料三的非三線性三特性三，開三挖面三空間三效應(yīng)三所形三成的三三維三狀態(tài)三，以三及地三質(zhì)中三的不三連續(xù)三面等三等。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（3）巖三體力三學(xué)方三法土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（4）兩三大計三算方三法的三比較土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（4）兩三大計三算方三法的三比較土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—計算三模型（4）兩三大計三算方三法的三比較土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—隧道三荷載三形式6、初三始地三應(yīng)力三場及三隧道三結(jié)構(gòu)三荷載三形式（1）初三始地三應(yīng)力三場在地三層中三修建三隧道三，隧三道周三圍巖三體的三原有三平衡三狀態(tài)三被打三破，三并產(chǎn)三生應(yīng)三力重三分布三。當(dāng)三隧道三周圍三巖體三的強(qiáng)三度不三能適三應(yīng)這三種應(yīng)三力變?nèi)瘯r三，巖三體可三能產(chǎn)三生失三穩(wěn)破三壞，三進(jìn)而三轉(zhuǎn)化三為需三要隧三道襯三砌結(jié)三構(gòu)承三擔(dān)的三圍巖三壓力三。而三這種三圍巖三壓力三正是三由于三巖體三初始三應(yīng)力三狀態(tài)三的改三變所三產(chǎn)生三的。三所以三，地層三中的三初始三地應(yīng)三力場三是產(chǎn)三生圍三巖壓三力的三根本三原因。初始三應(yīng)力三＝自三重應(yīng)三力＋三構(gòu)造三應(yīng)力土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華（1）初三始地三應(yīng)力三場巖體三的垂三直應(yīng)三力三：1）自三重應(yīng)三力場巖體三的水三平應(yīng)三力三：在自三重應(yīng)三力場三中，三通常三側(cè)向三應(yīng)力三小于三垂直三應(yīng)力三。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—隧道三荷載三形式土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華（1）初三始地三應(yīng)力三場1）地質(zhì)三的構(gòu)三造過三程不三僅改三變了三地質(zhì)三的重三力應(yīng)三力場三，而三且還三有一三部分三殘余三在巖三體內(nèi)三，這三些殘三有的三應(yīng)力三必將三對隧三道工三程產(chǎn)三生一三定的三影響三。2）構(gòu)造三應(yīng)力三場在三巖層三一定三深度三內(nèi)普三遍存三在。而三且由三于地三殼運(yùn)三動所三產(chǎn)生三的拉三、壓三、扭三剪作三用，三局部三的最三大構(gòu)三造應(yīng)三力多三為水平三方向，其三值往三往大三于重三力應(yīng)三力場三中的三水平三應(yīng)力三分量三，有三時候三甚至三大于三垂直三應(yīng)力三分量三。3）構(gòu)造三應(yīng)力三場具三有明三顯的三區(qū)域三和時三間性，即三它受三所在三區(qū)域三地殼三運(yùn)動三和時三間的三影響三很大三。2）構(gòu)三造應(yīng)三力場第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—隧道三荷載三形式土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華（1）初三始地三應(yīng)力三場確定三初始三地應(yīng)三力場三，可三用解析三反演三法和原位三測試三法。而三用解三析的三方法三來分三析地三質(zhì)的三初應(yīng)三力場三，僅三是一三個大三概的三結(jié)果三，有三時由三于受三多種三因素三的影三響，三誤差三很大三。因三此，三在一三般的三理論三分析三中，三常把三初始三應(yīng)力三場按三靜水三應(yīng)力三場來三處理三，而三在一三些較三為重三大的三工程三中多三采取三實地三測量三的方三法來三確定三，具三體包三括地震三法、三水壓三致裂三法、三超前三鉆孔三應(yīng)力三解除三法等。第1講三隧道三力學(xué)三的基三本概三念與三計算三模型—隧道三荷載三形式土木三工程三學(xué)院三隧道三工程三系施成三華（2）隧三道結(jié)三構(gòu)荷三載形三式作用三在隧三道結(jié)三構(gòu)上三的荷三載可三分為三三類三，即主要三荷載三、附三加荷三載、三特殊三荷載。三主三要荷三載就三是長三期作三用的三荷載三，它三包括三地層三壓力三、圍三巖彈三性抗三力、三結(jié)構(gòu)三自重三力、三回填三巖土三重力三、地三下靜三水壓三力以三及使三用的三荷載三。三附三加荷三載是三指非三經(jīng)常三作用三的荷三載，三他包三括施三工荷三載、三灌漿三壓力三、局三部落三石以三及由三溫度三變化三引起三的溫三度應(yīng)三力等三。三特殊三荷載三包括三一些三偶然三發(fā)生三的荷三載，三如沖三擊力三等。三在上三述各三荷載三項中三