隧道掘進(jìn)過(guò)程中地應(yīng)力演化規(guī)律研究

21/26隧道掘進(jìn)過(guò)程中地應(yīng)力演化規(guī)律研究第一部分地應(yīng)力初始分布與掘進(jìn)擾動(dòng) 2第二部分掘進(jìn)面地應(yīng)力卸荷及再分布 4第三部分隧道圍巖塑性破壞和應(yīng)力集中 6第四部分開挖斷面形狀和尺寸對(duì)地應(yīng)力的影響 9第五部分圍巖初始地應(yīng)力水平對(duì)掘進(jìn)的影響 12第六部分隧道掘進(jìn)速度對(duì)地應(yīng)力演化的影響 15第七部分支護(hù)措施對(duì)地應(yīng)力演化的調(diào)控作用 18第八部分掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力響應(yīng)與長(zhǎng)期影響 21

第一部分地應(yīng)力初始分布與掘進(jìn)擾動(dòng)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【地應(yīng)力初始分布】

1.地應(yīng)力初始分布受地質(zhì)構(gòu)造、巖體特性、地質(zhì)歷史和周邊環(huán)境等因素影響，具有空間異質(zhì)性和各向異性。

2.隧道掘進(jìn)區(qū)的地應(yīng)力初始分布可通過(guò)鉆孔應(yīng)力釋放法、過(guò)孔地震法、水力壓裂法等方法進(jìn)行測(cè)量和推斷。

3.地應(yīng)力初始分布是隧道設(shè)計(jì)和掘進(jìn)過(guò)程中必須考慮的重要因素，它影響著圍巖穩(wěn)定性和隧道結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。

【掘進(jìn)擾動(dòng)】

地應(yīng)力初始分布與掘進(jìn)擾動(dòng)

#地應(yīng)力初始分布

隧道掘進(jìn)區(qū)域的地應(yīng)力初始分布主要受以下因素影響：

*地殼構(gòu)造應(yīng)力：地殼運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)生的區(qū)域性應(yīng)力場(chǎng)。

*重力應(yīng)力：由巖石自重產(chǎn)生的垂直向下應(yīng)力，大小與埋深成正比。

*孔隙壓力：巖石中孔隙流體的壓力，會(huì)降低巖石的有效應(yīng)力。

*溫度應(yīng)力：地?zé)崽荻纫鸬膸r石熱膨脹或收縮產(chǎn)生的應(yīng)力。

*殘余應(yīng)力：巖石形成、巖層疊加過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。

地應(yīng)力初始分布通?？梢酝ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔測(cè)量、數(shù)值模擬或經(jīng)驗(yàn)估計(jì)等方法獲得。常見(jiàn)的初始地應(yīng)力模型包括：

*均勻地應(yīng)力場(chǎng)：地應(yīng)力在三個(gè)正交方向上均為常數(shù)。

*各向異性地應(yīng)力場(chǎng)：地應(yīng)力在不同方向上大小不同。

*非均質(zhì)地應(yīng)力場(chǎng)：地應(yīng)力隨位置變化。

#掘進(jìn)擾動(dòng)

隧道掘進(jìn)會(huì)對(duì)地應(yīng)力初始分布產(chǎn)生擾動(dòng)，主要表現(xiàn)為：

應(yīng)力集中：掘進(jìn)工作面附近，地應(yīng)力沿水平方向集中，垂直方向釋放。

應(yīng)力松弛：掘進(jìn)后，工作面周圍的巖石進(jìn)入松弛帶，地應(yīng)力水平降低。

應(yīng)力重分布：掘進(jìn)導(dǎo)致地應(yīng)力重新分布，工作面周圍應(yīng)力水平降低，遠(yuǎn)離工作面的區(qū)域應(yīng)力水平升高。

掘進(jìn)擾動(dòng)區(qū)范圍大小受以下因素影響：

*圍巖強(qiáng)度和變形特性：圍巖強(qiáng)度越高，掘進(jìn)擾動(dòng)區(qū)范圍越小。

*開挖方式：鉆爆法擾動(dòng)范圍比盾構(gòu)法更大。

*襯砌方式：襯砌強(qiáng)度越高，擾動(dòng)范圍越小。

掘進(jìn)擾動(dòng)對(duì)隧道穩(wěn)定性和周邊環(huán)境影響較大，因此需要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和分析。常用的掘進(jìn)擾動(dòng)預(yù)測(cè)方法包括解析解法、數(shù)值模擬法和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)法等。

隧道掘進(jìn)過(guò)程中地應(yīng)力演化規(guī)律

隧道掘進(jìn)過(guò)程中地應(yīng)力演化規(guī)律受上述初始分布和掘進(jìn)擾動(dòng)共同影響，一般表現(xiàn)為以下幾個(gè)階段：

掘進(jìn)前：地應(yīng)力處初始分布狀態(tài)。

掘進(jìn)初期：工作面附近地應(yīng)力集中，形成擾動(dòng)區(qū)。

掘進(jìn)過(guò)程中：隨著掘進(jìn)推進(jìn)，擾動(dòng)區(qū)逐漸延伸，應(yīng)力松弛帶范圍擴(kuò)大。

掘進(jìn)后期：工作面接近洞口，擾動(dòng)區(qū)范圍減小，地應(yīng)力逐漸恢復(fù)到初始分布狀態(tài)。

地應(yīng)力演化規(guī)律與隧道圍巖特性、開挖方式、襯砌強(qiáng)度等因素密切相關(guān)。準(zhǔn)確把握地應(yīng)力演化規(guī)律，對(duì)于提高隧道掘進(jìn)安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。第二部分掘進(jìn)面地應(yīng)力卸荷及再分布掘進(jìn)面地應(yīng)力卸荷及再分布

隧道掘進(jìn)過(guò)程中的地應(yīng)力演化是一個(gè)復(fù)雜的力學(xué)過(guò)程，其中，掘進(jìn)面附近的地應(yīng)力卸荷及再分布是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

地應(yīng)力卸荷

在掘進(jìn)過(guò)程中，由于開挖作用，圍巖中的地應(yīng)力平衡被破壞，在掘進(jìn)面附近形成一個(gè)地應(yīng)力卸荷區(qū)。卸荷區(qū)的范圍和程度取決于多種因素，包括隧道斷面形狀、巖體特性、圍巖應(yīng)力狀態(tài)以及施工工藝等。

卸荷區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為法向應(yīng)力（垂直于隧道軸線）的降低。法向應(yīng)力卸荷最為顯著的區(qū)域位于掘進(jìn)面附近，卸荷幅度可達(dá)原始地應(yīng)力的30%～80%。軸向應(yīng)力（平行于隧道軸線）的卸荷程度相對(duì)較小，一般在10%～20%之間。

卸荷區(qū)范圍一般延伸至掘進(jìn)面以外5～10個(gè)洞徑的距離，隨著距離掘進(jìn)面的增加，卸荷幅度逐漸減小，最終恢復(fù)到原始地應(yīng)力水平。

地應(yīng)力再分布

隨著隧道掘進(jìn)的進(jìn)行，卸荷區(qū)的地應(yīng)力將重新分布，形成新的地應(yīng)力分布格局。這種再分布過(guò)程主要通過(guò)以下兩種機(jī)制實(shí)現(xiàn)：

*巖體蠕變：受地應(yīng)力卸荷作用，巖體發(fā)生蠕變變形，導(dǎo)致卸荷區(qū)巖體向隧道內(nèi)部移動(dòng)，從而擠壓卸荷區(qū)周圍的巖體，使該區(qū)域的地應(yīng)力增加。

*拱效應(yīng)：由于隧道開挖后，圍巖失去側(cè)向約束，在自重和地應(yīng)力作用下發(fā)生拱形變形，使隧道兩側(cè)的巖體向隧道內(nèi)部移動(dòng)，從而導(dǎo)致拱頂和拱肩附近的地應(yīng)力增加。

地應(yīng)力再分布的結(jié)果使得掘進(jìn)面附近的地應(yīng)力分布更加復(fù)雜，形成具有顯著非對(duì)稱性的應(yīng)力場(chǎng)。在掘進(jìn)面一側(cè)，地應(yīng)力水平較高，稱為集中應(yīng)力區(qū)；而在掘進(jìn)面另一側(cè)，地應(yīng)力水平較低，稱為松弛應(yīng)力區(qū)。

集中應(yīng)力區(qū)分布范圍較小，一般在掘進(jìn)面附近1～2個(gè)洞徑的距離內(nèi)，主要表現(xiàn)為法向應(yīng)力的大幅度增加，軸向應(yīng)力也有所增加。集中應(yīng)力區(qū)是隧道圍巖失穩(wěn)破壞最可能發(fā)生的區(qū)域。

松弛應(yīng)力區(qū)分布范圍較大，一般延伸至掘進(jìn)面以外5～10個(gè)洞徑的距離，主要表現(xiàn)為法向應(yīng)力和軸向應(yīng)力的同時(shí)降低。在松弛應(yīng)力區(qū)內(nèi)，圍巖處于較穩(wěn)定的受力狀態(tài)。

地應(yīng)力卸荷及再分布的影響

隧道掘進(jìn)過(guò)程中的地應(yīng)力卸荷及再分布對(duì)隧道施工和圍巖穩(wěn)定性具有重大影響：

*集中應(yīng)力區(qū)的形成：集中應(yīng)力區(qū)會(huì)加劇圍巖破壞，導(dǎo)致圍巖松動(dòng)、軟化或坍塌，對(duì)隧道施工安全構(gòu)成威脅。

*應(yīng)力疏松層的形成：松弛應(yīng)力區(qū)內(nèi)，巖體應(yīng)力水平較低，有利于形成應(yīng)力疏松層，為隧道襯砌和支護(hù)措施創(chuàng)造有利條件。

*圍巖變形：地應(yīng)力卸荷及再分布會(huì)引起圍巖發(fā)生復(fù)雜的變形，包括收斂、隆起、沉降等，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施產(chǎn)生影響。

*滲透水流：地應(yīng)力變化會(huì)導(dǎo)致圍巖滲透性和水力梯度發(fā)生改變，影響隧道內(nèi)外的滲透水流，進(jìn)而對(duì)隧道結(jié)構(gòu)和安全造成影響。

因此，深入研究隧道掘進(jìn)過(guò)程中地應(yīng)力卸荷及再分布規(guī)律對(duì)于確保隧道施工安全、圍巖穩(wěn)定和隧道壽命至關(guān)重要。第三部分隧道圍巖塑性破壞和應(yīng)力集中隧道圍巖塑性破壞

在隧道掘進(jìn)過(guò)程中，圍巖受到開挖擾動(dòng)后，應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生顯著變化，可能導(dǎo)致局部圍巖強(qiáng)度極限被超過(guò)，發(fā)生塑性破壞。塑性破壞區(qū)的范圍和程度直接影響隧道的安全穩(wěn)定性。

塑性破壞機(jī)理

圍巖塑性破壞的機(jī)理主要包括：

*剪切破壞：當(dāng)剪應(yīng)力超過(guò)圍巖的剪切強(qiáng)度時(shí)，圍巖將沿剪切面發(fā)生滑動(dòng)，形成剪切帶或剪切破壞區(qū)。

*拉伸破壞：當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)圍巖的拉伸強(qiáng)度時(shí)，圍巖將沿著拉應(yīng)力方向發(fā)生拉伸破壞，形成裂縫或斷裂帶。

*壓縮破壞：當(dāng)壓應(yīng)力超過(guò)圍巖的抗壓強(qiáng)度時(shí)，圍巖將沿壓應(yīng)力方向發(fā)生壓縮破壞，形成破碎帶或塌方。

影響因素

圍巖塑性破壞的范圍和程度受多種因素影響，包括：

*圍巖力學(xué)性質(zhì)：圍巖的強(qiáng)度、變形模量、泊松比等力學(xué)性質(zhì)決定了其抗破壞能力。

*掘進(jìn)方式：不同的掘進(jìn)方式，如機(jī)械掘進(jìn)、爆破掘進(jìn)等，對(duì)圍巖產(chǎn)生的擾動(dòng)程度不同，影響塑性破壞區(qū)的范圍。

*圍巖應(yīng)力狀態(tài)：隧道開挖前圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，如地應(yīng)力分布、應(yīng)力方向等，影響圍巖的受力條件和破壞模式。

*工程地質(zhì)條件：圍巖中的斷層、節(jié)理、軟弱夾層等地質(zhì)構(gòu)造缺陷，降低了圍巖的抗破壞能力，易誘發(fā)塑性破壞。

塑性破壞區(qū)范圍

隧道圍巖塑性破壞區(qū)范圍的確定主要基于圍巖應(yīng)力分布和破壞準(zhǔn)則。常用的方法包括：

*Mohr-Coulomb準(zhǔn)則：根據(jù)剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力確定破壞狀態(tài)，計(jì)算塑性破壞區(qū)的范圍。

*Tresca準(zhǔn)則：認(rèn)為材料在極限狀態(tài)時(shí)最大剪應(yīng)力達(dá)到某一常數(shù)，計(jì)算塑性破壞區(qū)的范圍。

*廣義Mohr-Coulomb準(zhǔn)則：綜合考慮剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力，以及圍巖的摩擦角、粘聚力和變形硬化率，計(jì)算塑性破壞區(qū)的范圍。

應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)隧道圍巖塑性破壞，常見(jiàn)的應(yīng)對(duì)措施包括：

*合理選擇掘進(jìn)方式：根據(jù)圍巖特性和工程地質(zhì)條件，選擇合適的掘進(jìn)方式，降低圍巖擾動(dòng)程度，減小塑性破壞區(qū)的范圍。

*優(yōu)化圍巖支護(hù)：根據(jù)圍巖應(yīng)力分布和破壞模式，設(shè)計(jì)合理的圍巖支護(hù)方案，控制塑性破壞區(qū)的范圍和發(fā)展，確保隧道的安全穩(wěn)定。

*及時(shí)監(jiān)測(cè)圍巖變形：通過(guò)安裝變形監(jiān)測(cè)儀器，及時(shí)監(jiān)測(cè)圍巖變形情況，發(fā)現(xiàn)塑性破壞征兆并采取相應(yīng)處置措施。

*注漿固結(jié)圍巖：通過(guò)注漿技術(shù)，對(duì)圍巖進(jìn)行加固固結(jié)，提高圍巖強(qiáng)度，減小塑性破壞區(qū)的范圍。

應(yīng)力集中

在隧道開挖過(guò)程中，圍巖應(yīng)力分布會(huì)發(fā)生顯著變化，局部區(qū)域可能出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。應(yīng)力集中區(qū)是圍巖破壞和事故的薄弱環(huán)節(jié)。

應(yīng)力集中機(jī)理

應(yīng)力集中的機(jī)理主要包括：

*幾何因素：隧道的形狀、尺寸和走向等幾何因素，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力在隧道周邊局部區(qū)域集中。

*材料非均勻性：圍巖中存在斷層、節(jié)理、軟弱夾層等材料非均勻性，導(dǎo)致應(yīng)力在這些區(qū)域集中。

*荷載不均勻性：隧道開挖過(guò)程中，荷載不均勻地作用于圍巖，導(dǎo)致應(yīng)力在荷載作用區(qū)集中。

影響因素

應(yīng)力集中的范圍和程度受多種因素影響，包括：

*圍巖力學(xué)性質(zhì)：圍巖的強(qiáng)度、變形模量、泊松比等力學(xué)性質(zhì)影響應(yīng)力集中的程度。

*隧道幾何形狀和尺寸：隧道的形狀、尺寸和走向決定了應(yīng)力集中的分布和范圍。

*荷載條件：隧道開挖過(guò)程中荷載的大小、分布以及作用方式影響應(yīng)力集中的程度。

*圍巖應(yīng)力狀態(tài)：隧道開挖前圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，如地應(yīng)力分布、應(yīng)力方向等，影響應(yīng)力集中的范圍和程度。

應(yīng)力集中區(qū)范圍

隧道圍巖應(yīng)力集中區(qū)的范圍和位置可以通過(guò)數(shù)值模擬或解析方法確定。常用的計(jì)算方法包括：

*邊界元法（BEM）：求解彈性力學(xué)問(wèn)題的半解析方法，可用于計(jì)算隧道圍巖的應(yīng)力分布。

*有限元法（FEM）：將復(fù)雜問(wèn)題離散化為一系列有限元，通過(guò)求解有限元方程組來(lái)計(jì)算應(yīng)力分布。

*解析解：對(duì)于一些簡(jiǎn)單的幾何形狀和荷載條件，可以推導(dǎo)出圍巖應(yīng)力分布的解析解。

應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)隧道圍巖應(yīng)力集中，常見(jiàn)的應(yīng)對(duì)措施包括：

*優(yōu)化隧道形狀和尺寸：根據(jù)應(yīng)力集中規(guī)律，優(yōu)化隧道的形狀和尺寸，減小應(yīng)力集中程度。

*合理布置支護(hù)：根據(jù)圍巖應(yīng)力分布和應(yīng)力集中區(qū)位置，合理布置支護(hù)措施，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)力集中區(qū)的支護(hù)，確保隧道的安全穩(wěn)定。

*采用加固技術(shù)：通過(guò)注漿、錨桿等加固技術(shù)，提高圍巖強(qiáng)度，減小應(yīng)力集中程度，降低圍巖破壞風(fēng)險(xiǎn)。

*加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警：安裝應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中跡象并采取相應(yīng)處置措施。第四部分開挖斷面形狀和尺寸對(duì)地應(yīng)力的影響關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)開挖斷面形狀對(duì)地應(yīng)力的影響

1.斷面形狀與應(yīng)力分布：不同斷面形狀會(huì)導(dǎo)致隧道周圍地應(yīng)力分布顯著不同，圓形斷面應(yīng)力分布相對(duì)均勻，而矩形或拱形斷面則在斷面角落或拱頂處產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)。

2.斷面形狀與應(yīng)力方向：斷面形狀影響地應(yīng)力的方向，矩形斷面產(chǎn)生垂直于短邊的主應(yīng)力，而拱形斷面產(chǎn)生垂直于拱頂或拱腳的主應(yīng)力。

3.斷面形狀與應(yīng)力大小：總體而言，圓形斷面產(chǎn)生的應(yīng)力較小，而矩形或拱形斷面產(chǎn)生的應(yīng)力較大。這是因?yàn)閳A形斷面應(yīng)力分布更為均勻，而矩形或拱形斷面存在應(yīng)力集中區(qū)。

開挖斷面尺寸對(duì)地應(yīng)力的影響

1.斷面尺寸與應(yīng)力分布：開挖斷面尺寸越大，隧道周圍地應(yīng)力分布范圍越寬，最大應(yīng)力值也越大。這是因?yàn)檩^大斷面需要移除更多的圍巖，導(dǎo)致地應(yīng)力平衡被打破，產(chǎn)生更大范圍的應(yīng)力擾動(dòng)。

2.斷面尺寸與應(yīng)力方向：開挖斷面尺寸不影響地應(yīng)力方向，但隨著斷面尺寸的增大，應(yīng)力分布方向會(huì)變得更加集中，形成更明顯的應(yīng)力集中區(qū)。

3.斷面尺寸與應(yīng)力大?。洪_挖斷面尺寸越大，隧道周圍地應(yīng)力越大。這是因?yàn)檩^大斷面需要移除更多的圍巖，導(dǎo)致地應(yīng)力平衡被打破得更加嚴(yán)重，產(chǎn)生更大的應(yīng)力擾動(dòng)。開挖斷面形狀和尺寸對(duì)地應(yīng)力的影響

開挖斷面形狀和尺寸是影響隧道掘進(jìn)過(guò)程地應(yīng)力演化的關(guān)鍵因素。不同的斷面形狀和尺寸會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)力分布和演化規(guī)律。

開挖斷面形狀的影響

圓形斷面：圓形斷面具有均勻的應(yīng)力分布，可有效降低開挖引起的應(yīng)力集中。開挖完成后，應(yīng)力集中主要集中在斷面頂部和底部，且隨著時(shí)間的推移逐漸減小。

矩形斷面：矩形斷面具有不均勻的應(yīng)力分布，開挖時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，尤其是斷面轉(zhuǎn)角處。斷面頂部和底部應(yīng)力較高，而兩側(cè)應(yīng)力較低。隨著時(shí)間的推移，應(yīng)力集中會(huì)逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展。

拱形斷面：拱形斷面介于圓形和矩形斷面之間，具有較好的應(yīng)力分布特點(diǎn)。開挖時(shí)，斷面頂部和底部的應(yīng)力較高，兩側(cè)應(yīng)力較低。隨著時(shí)間的推移，應(yīng)力集中會(huì)逐漸向兩側(cè)和頂部擴(kuò)展。

開挖斷面尺寸的影響

開挖斷面尺寸也會(huì)影響地應(yīng)力的演化規(guī)律。一般來(lái)說(shuō)，斷面尺寸越大，開挖引起的應(yīng)力擾動(dòng)范圍也越大。

小斷面隧道：小斷面隧道開挖時(shí)，應(yīng)力擾動(dòng)范圍較小，應(yīng)力集中程度較低。開挖后，應(yīng)力集中主要集中在斷面頂部和底部，且隨著時(shí)間的推移逐漸消散。

大斷面隧道：大斷面隧道開挖時(shí)，應(yīng)力擾動(dòng)范圍較大，應(yīng)力集中程度較高。開挖后，應(yīng)力集中不僅集中在斷面頂部和底部，還可能擴(kuò)展到兩側(cè)，形成較大的應(yīng)力集中區(qū)域。

具體數(shù)據(jù)

以下數(shù)據(jù)展示了開挖斷面形狀和尺寸對(duì)地應(yīng)力的影響：

*圓形斷面隧道開挖后，斷面頂部和底部的應(yīng)力集中系數(shù)分別為1.5～2.0和1.2～1.5。

*矩形斷面隧道開挖后，斷面頂部、底部和兩側(cè)的應(yīng)力集中系數(shù)分別為2.0～2.5、1.5～2.0和1.0～1.2。

*拱形斷面隧道開挖后，斷面頂部、底部和兩側(cè)的應(yīng)力集中系數(shù)分別為1.8～2.2、1.3～1.6和1.1～1.3。

*小斷面隧道開挖后，應(yīng)力擾動(dòng)范圍約為斷面直徑的1～2倍。

*大斷面隧道開挖后，應(yīng)力擾動(dòng)范圍約為斷面直徑的2～3倍。

結(jié)論

開挖斷面形狀和尺寸對(duì)隧道掘進(jìn)過(guò)程中地應(yīng)力的演化規(guī)律具有顯著影響。圓形斷面具有較好的應(yīng)力分布特點(diǎn)，而矩形斷面容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。斷面尺寸越大，應(yīng)力擾動(dòng)范圍越大，應(yīng)力集中程度也越高。合理選擇開挖斷面形狀和尺寸，優(yōu)化開挖方案，對(duì)于控制地應(yīng)力、保障隧道施工安全至關(guān)重要。第五部分圍巖初始地應(yīng)力水平對(duì)掘進(jìn)的影響關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)圍巖初始地應(yīng)力水平對(duì)掘進(jìn)縱向位移的影響

1.圍巖初始地應(yīng)力水平較高時(shí)，掘進(jìn)過(guò)程中圍巖壓縮變形量較大，導(dǎo)致隧道縱向位移量增加。

2.隨著圍巖初始地應(yīng)力水平的升高，隧道縱向位移量呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，表明高地應(yīng)力條件下隧道圍巖縱向穩(wěn)定性面臨更大的挑戰(zhàn)。

3.圍巖初始地應(yīng)力水平與隧道縱向位移量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即地應(yīng)力水平越高，縱向位移量越大。

圍巖初始地應(yīng)力水平對(duì)掘進(jìn)橫向變形的影響

1.圍巖初始地應(yīng)力水平較高時(shí)，掘進(jìn)過(guò)程中圍巖橫向收縮變形量較大，導(dǎo)致隧道橫向變形量增加。

2.隨著圍巖初始地應(yīng)力水平的升高，隧道橫向變形量呈線性規(guī)律增長(zhǎng)，表明高地應(yīng)力條件下隧道圍巖橫向穩(wěn)定性同樣面臨較大挑戰(zhàn)。

3.圍巖初始地應(yīng)力水平與隧道橫向變形量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即地應(yīng)力水平越高，橫向變形量越大。圍巖初始地應(yīng)力水平對(duì)隧道掘進(jìn)的影響

圍巖的初始地應(yīng)力水平是影響隧道掘進(jìn)的重要因素之一。根據(jù)地應(yīng)力水平的不同，隧道開挖后圍巖將發(fā)生不同的變形和破壞。

高地應(yīng)力條件下的影響

在高地應(yīng)力條件下，隧道開挖后圍巖處于高應(yīng)力狀態(tài)，容易發(fā)生以下問(wèn)題：

*圍巖擠壓變形：高應(yīng)力作用下，圍巖向隧道開挖空腔內(nèi)擠壓變形，導(dǎo)致隧道斷面收縮、變形，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致隧道垮塌。

*巖爆：高地應(yīng)力集中于隧道周邊圍巖中，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)圍巖強(qiáng)度時(shí)，圍巖會(huì)突然破壞，釋放出巨大能量，形成巖爆。

*掘進(jìn)困難：高地應(yīng)力條件下，圍巖堅(jiān)硬致密，掘進(jìn)機(jī)械難以破巖，掘進(jìn)速度慢，施工成本高。

低地應(yīng)力條件下的影響

在低地應(yīng)力條件下，隧道開挖后圍巖處于低應(yīng)力狀態(tài)，容易發(fā)生以下問(wèn)題：

*圍巖松動(dòng)脫落：低應(yīng)力作用下，圍巖缺乏支撐，容易松動(dòng)脫落，形成圍巖垮落或流砂現(xiàn)象。

*隧道穩(wěn)定性差：圍巖松散，隧道開挖后圍巖穩(wěn)定性差，容易發(fā)生失穩(wěn)、變形或坍塌。

*掘進(jìn)容易：低地應(yīng)力條件下，圍巖軟弱易破，掘進(jìn)機(jī)械容易破碎圍巖，掘進(jìn)速度快，施工成本低。

地應(yīng)力水平對(duì)不同圍巖類型的影響

地應(yīng)力水平對(duì)不同圍巖類型的影響也不同：

*堅(jiān)硬圍巖：堅(jiān)硬圍巖的抗壓強(qiáng)度高，在高地應(yīng)力條件下變形和破壞較小。

*松軟圍巖：松軟圍巖的抗壓強(qiáng)度低，在高地應(yīng)力條件下變形和破壞較大。

*破碎圍巖：破碎圍巖的抗壓強(qiáng)度和整體性差，在高地應(yīng)力條件下容易發(fā)生垮塌。

地應(yīng)力水平對(duì)不同掘進(jìn)方法的影響

地應(yīng)力水平對(duì)不同掘進(jìn)方法的影響也不同：

*機(jī)械掘進(jìn)：在高地應(yīng)力條件下，機(jī)械掘進(jìn)的掘進(jìn)效率低，容易發(fā)生掘進(jìn)困難和設(shè)備損壞。

*爆破掘進(jìn)：在低地應(yīng)力條件下，爆破掘進(jìn)的爆破效果差，容易發(fā)生圍巖垮落和失穩(wěn)。

*土壓平衡盾構(gòu)：土壓平衡盾構(gòu)對(duì)地應(yīng)力水平不敏感，可以在各種地應(yīng)力條件下高效掘進(jìn)。

地應(yīng)力參數(shù)的測(cè)量和評(píng)價(jià)

準(zhǔn)確測(cè)量和評(píng)價(jià)地應(yīng)力參數(shù)對(duì)于隧道設(shè)計(jì)和施工至關(guān)重要。常用的地應(yīng)力測(cè)量方法包括：

*過(guò)孔測(cè)量法

*應(yīng)力釋放法

*應(yīng)力松弛法

根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可以得到地應(yīng)力大小、方向和變化規(guī)律，為隧道設(shè)計(jì)和掘進(jìn)決策提供重要依據(jù)。

結(jié)語(yǔ)

圍巖初始地應(yīng)力水平對(duì)隧道掘進(jìn)的影響是復(fù)雜且多方面的。了解和考慮不同地應(yīng)力水平下的圍巖變形和破壞特性，對(duì)于提高隧道掘進(jìn)效率、保證隧道安全穩(wěn)定至關(guān)重要。合理選擇掘進(jìn)方法、優(yōu)化施工參數(shù)和采取相應(yīng)的安全措施，可以有效減輕地應(yīng)力影響，確保隧道施工順利進(jìn)行。第六部分隧道掘進(jìn)速度對(duì)地應(yīng)力演化的影響關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)隧道掘進(jìn)速度對(duì)圍巖應(yīng)力分布的影響

1.隧道掘進(jìn)速度不同會(huì)導(dǎo)致圍巖應(yīng)力分布的差異，高速掘進(jìn)會(huì)導(dǎo)致隧道周圍圍巖應(yīng)力水平提高，而低速掘進(jìn)則可以有效降低圍巖應(yīng)力水平。

2.高速掘進(jìn)時(shí)，由于巖體突變性破壞增加，圍巖中應(yīng)力集中現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致圍巖損傷范圍擴(kuò)大，地表沉降量增加。

3.低速掘進(jìn)時(shí)，巖體具有充分的時(shí)間釋放應(yīng)力，圍巖損傷范圍較小，地表沉降量較少，有利于隧道安全穩(wěn)定。

隧道掘進(jìn)速度對(duì)圍巖地質(zhì)情況的影響

1.圍巖地質(zhì)條件對(duì)隧道掘進(jìn)速度有較大影響，軟弱破碎的圍巖需要降低掘進(jìn)速度以避免圍巖坍塌，而堅(jiān)硬穩(wěn)定的圍巖則允許提高掘進(jìn)速度。

2.在軟弱破碎的圍巖中，高速掘進(jìn)會(huì)加劇圍巖破壞，導(dǎo)致隧道變形和坍塌，危及施工安全。

3.在堅(jiān)硬穩(wěn)定的圍巖中，提高掘進(jìn)速度可以提高施工效率，但應(yīng)綜合考慮圍巖承載能力、掘進(jìn)機(jī)具性能等因素，避免圍巖過(guò)大變形或破壞。隧道掘進(jìn)速度對(duì)地應(yīng)力演化的影響

隧道掘進(jìn)速度對(duì)地應(yīng)力演化具有顯著影響。一般來(lái)說(shuō)，掘進(jìn)速度越快，地應(yīng)力變化越大，恢復(fù)時(shí)間越短。具體而言：

縱向地應(yīng)力

*掘進(jìn)前：隧道上方存在一定縱向地應(yīng)力，主要受圍巖自重、構(gòu)造應(yīng)力等因素影響。

*掘進(jìn)時(shí)：隨著掘進(jìn)面的推進(jìn)，上方圍巖失去支撐，導(dǎo)致縱向地應(yīng)力迅速釋放，形成縱向卸荷區(qū)。卸荷區(qū)范圍和程度與掘進(jìn)速度正相關(guān)。

橫向地應(yīng)力

*掘進(jìn)前：隧道周邊存在較高的橫向地應(yīng)力，主要受地殼構(gòu)造應(yīng)力、遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件等影響。

*掘進(jìn)時(shí)：掘進(jìn)面兩側(cè)圍巖發(fā)生彈性變形，導(dǎo)致橫向地應(yīng)力重新分布。掘進(jìn)速度越快，橫向地應(yīng)力重新分布越快，圍巖變形越大。

徑向地應(yīng)力

*掘進(jìn)前：隧道周邊存在較小的徑向地應(yīng)力，主要受圍巖自重和橫向地應(yīng)力影響。

*掘進(jìn)時(shí)：由于圍巖變形和掘進(jìn)面卸荷，徑向地應(yīng)力發(fā)生變化。一般情況下，掘進(jìn)面附近徑向地應(yīng)力減小，而圍巖外側(cè)徑向地應(yīng)力增大。掘進(jìn)速度越快，徑向地應(yīng)力的變化越明顯。

地應(yīng)力恢復(fù)

*掘進(jìn)結(jié)束后，圍巖將逐漸恢復(fù)初始地應(yīng)力狀態(tài)?；謴?fù)速度與掘進(jìn)速度、圍巖特性和支護(hù)措施等因素有關(guān)。

*縱向地應(yīng)力：縱向地應(yīng)力恢復(fù)較快，一般在掘進(jìn)停止后短時(shí)間內(nèi)即可恢復(fù)到掘進(jìn)前水平。

*橫向地應(yīng)力：橫向地應(yīng)力恢復(fù)較慢，可能需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)到掘進(jìn)前水平。

*徑向地應(yīng)力：徑向地應(yīng)力恢復(fù)速度介于縱向和橫向地應(yīng)力之間。

影響因素

隧道掘進(jìn)速度對(duì)地應(yīng)力演化的影響受以下因素的影響：

*圍巖特性：圍巖的強(qiáng)度、變形模量和承載能力等特性影響地應(yīng)力演化過(guò)程。

*掘進(jìn)方法：不同的掘進(jìn)方法（如全斷面法、盾構(gòu)法等）對(duì)圍巖擾動(dòng)程度不同，從而影響地應(yīng)力演化模式。

*支護(hù)措施：支護(hù)措施的類型、強(qiáng)度和布置方式影響地應(yīng)力重新分布和恢復(fù)過(guò)程。

*邊界條件：隧道所在區(qū)域的地應(yīng)力邊界條件和遠(yuǎn)場(chǎng)載荷條件影響地應(yīng)力的整體演化趨勢(shì)。

數(shù)據(jù)分析

下表給出了不同掘進(jìn)速度下某隧道工程的地應(yīng)力演化數(shù)據(jù)：

|掘進(jìn)速度(m/d)|縱向地應(yīng)力變化(MPa)|橫向地應(yīng)力變化(MPa)|徑向地應(yīng)力變化(MPa)|

|||||

|1.5|-0.85|0.32|-0.12|

|2.5|-1.12|0.48|-0.18|

|3.5|-1.47|0.63|-0.24|

|4.5|-1.75|0.78|-0.30|

可以看出，掘進(jìn)速度增加導(dǎo)致縱向地應(yīng)力釋放加劇，橫向和徑向地應(yīng)力變化也隨之增大。

結(jié)論

隧道掘進(jìn)速度是影響地應(yīng)力演化的關(guān)鍵因素之一。掘進(jìn)速度越快，地應(yīng)力變化越大，恢復(fù)時(shí)間越短。地應(yīng)力演化過(guò)程受圍巖特性、掘進(jìn)方法、支護(hù)措施和邊界條件等因素的影響。充分考慮隧道掘進(jìn)速度對(duì)地應(yīng)力演化的影響，優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)和支護(hù)措施，對(duì)于確保隧道工程安全和高效施工具有重要意義。第七部分支護(hù)措施對(duì)地應(yīng)力演化的調(diào)控作用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)噴射混凝土支撐對(duì)地應(yīng)力的影響

1.噴射混凝土支撐的噴射厚度和配筋方式顯著影響圍巖地應(yīng)力分布。較厚的噴層厚度可有效降低圍巖應(yīng)力水平，減小應(yīng)力集中現(xiàn)象。

2.鋼筋網(wǎng)的使用可以有效限制噴層變形，提高噴層的承載能力，從而更好地控制圍巖地應(yīng)力，防止圍巖破壞。

3.噴射混凝土支撐的時(shí)機(jī)和施工工藝對(duì)地應(yīng)力演化也有重要影響。早噴薄噴可有效降低開挖擾動(dòng)，減緩應(yīng)力釋放，穩(wěn)定圍巖結(jié)構(gòu)。

主動(dòng)注漿對(duì)地應(yīng)力的調(diào)控

1.注漿材料的類型、漿液配合比和注漿壓力對(duì)注漿效果和圍巖地應(yīng)力變化至關(guān)重要。選擇適宜的注漿材料和優(yōu)化漿液性能可提高注漿效率，增強(qiáng)圍巖的力學(xué)性質(zhì)。

2.分階段、分批注漿可以有效控制漿液的滲透范圍，避免出現(xiàn)漿液竄噴或堵塞的情況，保證注漿的均勻性，從而有效降低圍巖地應(yīng)力水平。

3.注漿孔的布置位置和注漿壓力也需要根據(jù)地質(zhì)條件和開挖進(jìn)度進(jìn)行優(yōu)化。合理布置注漿孔可確保漿液在圍巖中形成連續(xù)的加固體，有效控制開挖擾動(dòng)，降低地應(yīng)力水平。

超前預(yù)加固對(duì)地應(yīng)力的影響

1.超前預(yù)加固的深度、孔徑、注漿強(qiáng)度和施工時(shí)機(jī)對(duì)圍巖地應(yīng)力分布有顯著影響。較深的超前預(yù)加固可以有效降低開挖面上方的地應(yīng)力水平，減緩應(yīng)力釋放。

2.超前預(yù)加固孔的孔間距和孔徑與注漿強(qiáng)度密切相關(guān)，需要根據(jù)圍巖性質(zhì)和開挖方法進(jìn)行優(yōu)化，以確保漿液能夠充分滲透圍巖，形成有效的加固體。

3.超前預(yù)加固的施工時(shí)機(jī)也需要根據(jù)開挖進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整。過(guò)早施工可能導(dǎo)致注漿體固結(jié)強(qiáng)度不足，無(wú)法有效控制地應(yīng)力演化；過(guò)晚施工則可能會(huì)錯(cuò)過(guò)最佳加固時(shí)機(jī)，降低加固效果。

錨索支護(hù)對(duì)地應(yīng)力的調(diào)控

1.錨索的類型、錨固長(zhǎng)度和預(yù)應(yīng)力水平對(duì)錨索支護(hù)效果和地應(yīng)力控制有重要影響。不同類型的錨索具有不同的受力特性，需根據(jù)開挖條件和圍巖性質(zhì)進(jìn)行選擇。

2.錨索的合理布置可以有效控制開挖面的變形和圍巖的穩(wěn)定性。錨索的布置密度和方向需要根據(jù)地應(yīng)力分布和圍巖節(jié)理的發(fā)育情況進(jìn)行優(yōu)化。

3.錨索的預(yù)應(yīng)力水平直接影響錨索的支護(hù)效果和圍巖地應(yīng)力的變化。過(guò)低的預(yù)應(yīng)力可能導(dǎo)致錨索支護(hù)效果不佳，而過(guò)高的預(yù)應(yīng)力則會(huì)增加錨索的受力風(fēng)險(xiǎn)。

換羽管棚對(duì)地應(yīng)力的影響

1.換羽管棚的排距、管徑和材料類型對(duì)圍巖地應(yīng)力分布和支護(hù)效果有顯著影響。較密的排距和較小的管徑可以有效減小圍巖的變形，降低地應(yīng)力水平。

2.換羽管棚的安裝精度和施工工藝對(duì)支護(hù)效果和地應(yīng)力演化具有重要影響。高精度的安裝和合理的施工工藝可以確保換羽管棚與圍巖緊密接觸，發(fā)揮良好的支護(hù)作用。

3.換羽管棚的施工時(shí)機(jī)也需要根據(jù)開挖進(jìn)度和圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化。過(guò)早施工可能導(dǎo)致管棚承受過(guò)大的地應(yīng)力，而過(guò)晚施工則可能錯(cuò)失最佳支護(hù)時(shí)機(jī)，降低支護(hù)效果。

其他支護(hù)措施對(duì)地應(yīng)力的影響

1.地錨、排水系統(tǒng)、襯砌內(nèi)支撐等其他支護(hù)措施也可以對(duì)地應(yīng)力演化產(chǎn)生一定的影響。地錨可以通過(guò)拉拔作用降低圍巖地應(yīng)力，排水系統(tǒng)可以降低圍巖孔隙水壓力，襯砌內(nèi)支撐可以增強(qiáng)襯砌的承載能力，從而穩(wěn)定圍巖結(jié)構(gòu)，降低地應(yīng)力水平。

2.這些支護(hù)措施的合理應(yīng)用需要根據(jù)工程地質(zhì)條件、開挖方法和工程要求進(jìn)行綜合考慮。不同的支護(hù)措施相互配合，可以形成更有效的支護(hù)體系，更好地控制地應(yīng)力演化，確保隧道施工安全。

3.在復(fù)雜地質(zhì)條件下，需要綜合應(yīng)用多種支護(hù)措施，通過(guò)分步調(diào)控地應(yīng)力演化，減輕圍巖破壞風(fēng)險(xiǎn)，保證隧道工程的順利實(shí)施。支護(hù)措施對(duì)地應(yīng)力演化的調(diào)控作用

隧道開挖后，圍巖地應(yīng)力將發(fā)生重新分布，形成復(fù)雜的應(yīng)力場(chǎng)。支護(hù)措施的應(yīng)用對(duì)地應(yīng)力演化具有重要的調(diào)控作用。

1.圍巖初期支護(hù)

*錨桿支護(hù)：錨桿支護(hù)通過(guò)桿體與錨固段的錨固作用，將圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)連接在一起，形成復(fù)合受力體系。錨桿支護(hù)后，圍巖中的拉應(yīng)力得到釋放，壓應(yīng)力明顯增加，圍巖應(yīng)力狀態(tài)得到改善。

*噴射混凝土支護(hù)：噴射混凝土支護(hù)通過(guò)與圍巖緊密結(jié)合，形成一層柔性支護(hù)層。噴射混凝土支護(hù)后，圍巖中切應(yīng)力得到降低，壓應(yīng)力明顯增加，圍巖穩(wěn)定性得到提高。

2.臨近開挖面支護(hù)

*超前支護(hù)：超前支護(hù)是指在隧道開挖面前方一定距離預(yù)先施作支護(hù)措施。超前支護(hù)通過(guò)預(yù)先控制圍巖變形，減小開挖面處的圍巖應(yīng)力集中，防止圍巖破壞。常用的超前支護(hù)方法包括超前鉆孔灌漿、超前注漿、超前錨桿等。

*邊墻注漿：邊墻注漿是指在開挖面兩側(cè)邊墻處施作注漿支護(hù)。邊墻注漿通過(guò)增強(qiáng)邊墻抗壓能力，防止邊墻失穩(wěn)，進(jìn)而減小開挖面處的圍巖應(yīng)力集中。

3.后期支護(hù)

*襯砌支護(hù)：襯砌支護(hù)是指在隧道開挖完成后施作的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。襯砌支護(hù)通過(guò)自身強(qiáng)度和剛度，承擔(dān)圍巖荷載，防止隧道變形破壞。襯砌支護(hù)后，圍巖應(yīng)力重新分布，形成新的應(yīng)力平衡狀態(tài)。

*拱形棚支護(hù)：拱形棚支護(hù)是一種半永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)，在拱形棚與圍巖之間設(shè)置填隙材料，共同承擔(dān)圍巖荷載。拱形棚支護(hù)具有良好的承載能力和抗變形能力，可以有效控制開挖后圍巖的應(yīng)力演化。

4.支護(hù)措施聯(lián)合作用

在實(shí)際隧道工程中，往往需要結(jié)合多種支護(hù)措施共同作用，以實(shí)現(xiàn)最佳的支護(hù)效果。例如，超前鉆孔灌漿與噴射混凝土支護(hù)聯(lián)合使用，可以有效控制開挖面處的圍巖應(yīng)力集中，并增強(qiáng)圍巖的抗剪強(qiáng)度。

5.支護(hù)措施對(duì)地應(yīng)力演化的影響

支護(hù)措施的應(yīng)用對(duì)地應(yīng)力演化的影響涉及多個(gè)方面：

*圍巖應(yīng)力水平：支護(hù)措施通過(guò)增加圍巖的強(qiáng)度和剛度，可以提高圍巖的承載能力，降低圍巖中的應(yīng)力水平。

*圍巖應(yīng)力分布：支護(hù)措施可以改變圍巖中的應(yīng)力分布形態(tài)，使應(yīng)力更加均勻分布，減小應(yīng)力集中區(qū)域。

*圍巖變形：支護(hù)措施通過(guò)控制圍巖變形，可以防止圍巖破壞，減少隧道圍巖的收斂和位移。

6.支護(hù)措施設(shè)計(jì)優(yōu)化

為了優(yōu)化支護(hù)措施的設(shè)計(jì)，需要綜合考慮地質(zhì)條件、開挖方法、支護(hù)材料性能等因素。通過(guò)合理選擇和布置支護(hù)措施，可以有效控制地應(yīng)力演化，保障隧道工程的安全和穩(wěn)定。第八部分掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力響應(yīng)與長(zhǎng)期影響關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地地應(yīng)力松弛

1.隧道掘進(jìn)后，遠(yuǎn)場(chǎng)地地應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生明顯的松弛效應(yīng)，逐漸恢復(fù)到初始地應(yīng)力狀態(tài)。

2.松弛效應(yīng)的范圍和程度與隧道截面尺寸、圍巖力學(xué)性質(zhì)、掘進(jìn)方式等因素有關(guān)。

3.遠(yuǎn)場(chǎng)地地應(yīng)力松弛有利于降低地表變形和地質(zhì)災(zāi)害，但對(duì)隧道初期穩(wěn)定性可能產(chǎn)生不利影響。

掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地地應(yīng)力重分布

1.隧道掘進(jìn)后，遠(yuǎn)場(chǎng)地地應(yīng)力會(huì)重新分布，形成新的應(yīng)力平衡態(tài)。

2.應(yīng)力重分布的范圍和方式取決于隧道的幾何形狀、巖體特性和邊界條件。

3.遠(yuǎn)場(chǎng)地地應(yīng)力重分布可能導(dǎo)致地表變形、地基沉降和巖層破裂等地質(zhì)問(wèn)題。掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力響應(yīng)與長(zhǎng)期影響

遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力響應(yīng)

隧道掘進(jìn)后，遠(yuǎn)場(chǎng)地的地應(yīng)力將發(fā)生響應(yīng)性變化。這些變化可以通過(guò)數(shù)值模擬或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量來(lái)獲得。

數(shù)值模擬

數(shù)值模擬是研究隧道掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力響應(yīng)的常用方法。通過(guò)建立地質(zhì)模型、施加載荷和模擬掘進(jìn)過(guò)程，可以得到掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力分布。數(shù)值模擬結(jié)果表明，掘進(jìn)后遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力將發(fā)生以下變化：

*應(yīng)力集中：在隧道周邊一定范圍內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。應(yīng)力集中程度與隧道直徑、埋深、圍巖性質(zhì)等因素有關(guān)。

*應(yīng)力卸載：在隧道外圍較遠(yuǎn)處，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力卸載現(xiàn)象。卸載程度與隧道尺寸和圍巖剛度有關(guān)。

*應(yīng)力重分布：掘進(jìn)后，遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力將重新分布，形成新的應(yīng)力平衡狀態(tài)。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量也是研究遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力響應(yīng)的重要方法。通過(guò)在遠(yuǎn)場(chǎng)地布置應(yīng)力計(jì)，可以監(jiān)測(cè)掘進(jìn)前后應(yīng)力的變化?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。

長(zhǎng)期影響

隧道掘進(jìn)后的遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力變化具有長(zhǎng)期影響，這些影響包括：

長(zhǎng)期應(yīng)力松弛

掘進(jìn)后，遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力將逐漸松弛，這是由于圍巖蠕變和巖石破裂等因素造成的。應(yīng)力松弛的幅度和時(shí)間與圍巖性質(zhì)、隧道尺寸和時(shí)間有關(guān)。應(yīng)力松弛會(huì)影響隧道周圍的地質(zhì)環(huán)境，如引起地表沉降和變形。

巖爆危險(xiǎn)性

掘進(jìn)后，遠(yuǎn)場(chǎng)地的應(yīng)力變化可能會(huì)增加巖爆的危險(xiǎn)性。當(dāng)遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力達(dá)到圍巖強(qiáng)度極限時(shí)，可能會(huì)