考虑三维应力旋转的隧洞衬砌支护时机研究

基于岩体裂隙的扩展机理对隧洞开挖过程进行数值模拟,通过对模型中计算点岩体的应力路径分析表明,随着隧洞挖掘的深入,其顶部岩体的第三主应力方向由竖直向下旋转至沿洞壁的切线方向,隧洞边墙岩体的第三主应力方向一直维持不变。当掌子面推进至超过计算点3m左右时,顶部计算点岩体的应力旋转趋于稳定。对隧洞顶部计算点岩体的位移路径分析表明,沿隧洞纵剖面观察,其顶部岩体的位移方向与竖直方向(向下为正)的夹角随掌子面地推进逆时针从42°变化至-3°,同样也是在掌子面推进至超过计算点3m左右时位移方向变化趋于稳定,因此应该在此时对围岩进行衬砌支护。