应力场分析：隧道围岩应力分布情况

本节计算分析围岩无地下水工况及有地下水时的渗流-应力耦合工况和不耦合工况的最大、最小主应力变化特征,计算结果如图7.6～7.11所示。

图7.6 最大主应力云图(无水)

图7.7 最小主应力云图(无水)

图7.8 最大主应力云图(耦合)

图7.9 最小主应力云图(耦合)(www.xing528.com)

图7.10 最大主应力云图(不耦合)

图7.11 最小主应力云图(不耦合)

从图7.6～7.11中可以看出,隧道开挖后,围岩主应力方向发生了明显的偏转,构成应力重分布区域。

在无水工况下,洞室围岩临空面最大主应力为-611.95 kPa;两拱脚2 m深处出现压应力集中,量值在-600 kPa左右;应力降低区主要位于拱顶以外及底板以下10 m范围内;两拱腰处出现压应力集中,量值达到-4 621.33 kPa。

在渗流-应力耦合工况下,隧道围岩临空面最大主应力为555.2 kPa;拱脚处出现压应力集中,量值在-550.5 kPa左右;应力降低区主要位于拱顶以外及底板以下8 m范围内;两拱腰3 m深处出现压应力集中,两边墙外侧应力集中,量值达到-4 038.08 kPa。

在渗流-应力不耦合工况下,隧道围岩临空面最大主应力为713.95 kPa;拱脚处出现压应力集中,量值在-233.2 kPa左右;应力降低区主要位于拱顶以外及底板以下8 m范围内;两拱腰3 m深处出现压应力集中,两边墙外侧应力集中,量值达到-3 895.55 kPa。