2.2土層中開挖洞室后洞周應(yīng)力的變化過(guò)程大量的隧道工程就修建在由各種不同結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)的土層構(gòu)成的土質(zhì)圍巖中，在地下洞室開挖以前，土層中的各點(diǎn)均處于三向受力的平衡狀態(tài)，但這種平衡狀態(tài)并不是一成不變的，隨著自然界的地殼運(yùn)動(dòng)，隨著風(fēng)吹日曬，雨水滲透，地層中的應(yīng)力變化無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行著。
當(dāng)?shù)叵露词议_挖后，地層中的應(yīng)力平衡就遭到破壞，為了維持新的平衡，人們采取了各種各樣的方法，在多種方法中，新奧法（NATM）的理論無(wú)非是最新穎，最科學(xué)的方法，它徹底改變了很久以來(lái)人們對(duì)地下洞室開挖支護(hù)的認(rèn)識(shí)，把圍巖作為受力結(jié)構(gòu)的一部分，這是一個(gè)聰明而又科學(xué)的想法。
在我們?yōu)檫@個(gè)科學(xué)的方法而欣喜，以為新奧法可以解決地下工程中的所有問(wèn)題時(shí)，我們卻不得不面對(duì)許多完全按新奧法原理設(shè)計(jì)施工的隧道工程出現(xiàn)許多裂縫的事實(shí)。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題呢？設(shè)計(jì)者們翻來(lái)覆去的檢查了他們采用的原始數(shù)據(jù)及計(jì)算過(guò)程，都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有什么差錯(cuò)，可就是按此方法設(shè)計(jì)的土質(zhì)隧道越來(lái)越多的出現(xiàn)裂縫。其實(shí)，這其中的原因就在于我們把自然界動(dòng)態(tài)的過(guò)程當(dāng)成靜態(tài)過(guò)程來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
試想一想，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用的反映圍巖特性的重要指標(biāo)γ、C、φ值，是不是從我們?cè)O(shè)計(jì)隧道開始就不會(huì)再有變化？我們?cè)跍\埋隧道設(shè)計(jì)中采用的計(jì)算圍巖壓力的方程中的滑移面是否在我們?cè)O(shè)計(jì)完隧道后就不會(huì)再有變化？由此計(jì)算出的淺埋隧道的圍巖壓力是否就不會(huì)再有變化？
我們?cè)谏盥袼淼赖脑O(shè)計(jì)中采用的坍落拱計(jì)算高度是否在我們?cè)O(shè)計(jì)后就不會(huì)再有變化？由此計(jì)算出的深埋隧道的圍巖壓力是否就不會(huì)再有變化？我們?cè)谒淼涝O(shè)計(jì)中采用的各種荷載形式是否就與實(shí)際一致？我們所采用的各種襯砌形式是否適應(yīng)地層中的應(yīng)力變化？
如果我們對(duì)以上問(wèn)題都能有明確肯定的回答，我想隧道襯砌肯定是不會(huì)產(chǎn)生裂縫的。
土質(zhì)圍巖中修建的隧道自從洞室被開挖的那一刻起，圍巖中的應(yīng)力重分配就重新開始，如果是按新奧法原理設(shè)計(jì)，在初襯達(dá)到變形穩(wěn)定后只能說(shuō)是達(dá)到了一次暫時(shí)的平衡，二襯施工后，不論是設(shè)計(jì)者還是施工者都會(huì)確信工程已經(jīng)高質(zhì)量的完工了。
實(shí)際并非如此，在大家毫不關(guān)心的情況下，在自然界降水的作用下，或在土層被擾動(dòng)后進(jìn)行的長(zhǎng)期的固結(jié)作用下，洞周地層中的應(yīng)力已經(jīng)和隧道設(shè)計(jì)或剛建成時(shí)發(fā)生了很大的變化，初襯和二襯卻還在努力的抵抗著不斷變化的地層應(yīng)力，如果初襯和二襯的強(qiáng)度足夠大，能夠應(yīng)付后來(lái)發(fā)生的應(yīng)力變化，那末這個(gè)工程在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可以放心地使用。
如果不能夠抵抗后期發(fā)生的應(yīng)力變化，隧道襯砌就會(huì)用各種各樣的裂縫表現(xiàn)出它所遭受的各種無(wú)法承受的壓力。以上主要是想說(shuō)明，土質(zhì)圍巖中的洞室開挖后，應(yīng)力的變化是一直在進(jìn)行著的，施工過(guò)程中初襯的穩(wěn)定并不表示圍巖變形的完成及應(yīng)力分配的終結(jié)。
土層被擾動(dòng)以后的再次固結(jié)是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，洞室開挖后引起地層中水流路徑的變化也是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，洞周地層中的應(yīng)力時(shí)刻都在發(fā)生著變化。因此，對(duì)于許多土質(zhì)隧道建成后多年才出現(xiàn)裂縫就不難理解了。
當(dāng)?shù)叵露词议_挖后，地層中的應(yīng)力平衡就遭到破壞，為了維持新的平衡，人們采取了各種各樣的方法，在多種方法中，新奧法（NATM）的理論無(wú)非是最新穎，最科學(xué)的方法，它徹底改變了很久以來(lái)人們對(duì)地下洞室開挖支護(hù)的認(rèn)識(shí)，把圍巖作為受力結(jié)構(gòu)的一部分，這是一個(gè)聰明而又科學(xué)的想法。
在我們?yōu)檫@個(gè)科學(xué)的方法而欣喜，以為新奧法可以解決地下工程中的所有問(wèn)題時(shí)，我們卻不得不面對(duì)許多完全按新奧法原理設(shè)計(jì)施工的隧道工程出現(xiàn)許多裂縫的事實(shí)。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題呢？設(shè)計(jì)者們翻來(lái)覆去的檢查了他們采用的原始數(shù)據(jù)及計(jì)算過(guò)程，都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有什么差錯(cuò)，可就是按此方法設(shè)計(jì)的土質(zhì)隧道越來(lái)越多的出現(xiàn)裂縫。其實(shí)，這其中的原因就在于我們把自然界動(dòng)態(tài)的過(guò)程當(dāng)成靜態(tài)過(guò)程來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
試想一想，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用的反映圍巖特性的重要指標(biāo)γ、C、φ值，是不是從我們?cè)O(shè)計(jì)隧道開始就不會(huì)再有變化？我們?cè)跍\埋隧道設(shè)計(jì)中采用的計(jì)算圍巖壓力的方程中的滑移面是否在我們?cè)O(shè)計(jì)完隧道后就不會(huì)再有變化？由此計(jì)算出的淺埋隧道的圍巖壓力是否就不會(huì)再有變化？
我們?cè)谏盥袼淼赖脑O(shè)計(jì)中采用的坍落拱計(jì)算高度是否在我們?cè)O(shè)計(jì)后就不會(huì)再有變化？由此計(jì)算出的深埋隧道的圍巖壓力是否就不會(huì)再有變化？我們?cè)谒淼涝O(shè)計(jì)中采用的各種荷載形式是否就與實(shí)際一致？我們所采用的各種襯砌形式是否適應(yīng)地層中的應(yīng)力變化？
如果我們對(duì)以上問(wèn)題都能有明確肯定的回答，我想隧道襯砌肯定是不會(huì)產(chǎn)生裂縫的。
土質(zhì)圍巖中修建的隧道自從洞室被開挖的那一刻起，圍巖中的應(yīng)力重分配就重新開始，如果是按新奧法原理設(shè)計(jì)，在初襯達(dá)到變形穩(wěn)定后只能說(shuō)是達(dá)到了一次暫時(shí)的平衡，二襯施工后，不論是設(shè)計(jì)者還是施工者都會(huì)確信工程已經(jīng)高質(zhì)量的完工了。
實(shí)際并非如此，在大家毫不關(guān)心的情況下，在自然界降水的作用下，或在土層被擾動(dòng)后進(jìn)行的長(zhǎng)期的固結(jié)作用下，洞周地層中的應(yīng)力已經(jīng)和隧道設(shè)計(jì)或剛建成時(shí)發(fā)生了很大的變化，初襯和二襯卻還在努力的抵抗著不斷變化的地層應(yīng)力，如果初襯和二襯的強(qiáng)度足夠大，能夠應(yīng)付后來(lái)發(fā)生的應(yīng)力變化，那末這個(gè)工程在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可以放心地使用。
如果不能夠抵抗后期發(fā)生的應(yīng)力變化，隧道襯砌就會(huì)用各種各樣的裂縫表現(xiàn)出它所遭受的各種無(wú)法承受的壓力。以上主要是想說(shuō)明，土質(zhì)圍巖中的洞室開挖后，應(yīng)力的變化是一直在進(jìn)行著的，施工過(guò)程中初襯的穩(wěn)定并不表示圍巖變形的完成及應(yīng)力分配的終結(jié)。
土層被擾動(dòng)以后的再次固結(jié)是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，洞室開挖后引起地層中水流路徑的變化也是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，洞周地層中的應(yīng)力時(shí)刻都在發(fā)生著變化。因此，對(duì)于許多土質(zhì)隧道建成后多年才出現(xiàn)裂縫就不難理解了。