西南交通大学峨眉校区土木工程系唐小惠
摘要：围岩压力按照作用力产生的不同可以分为松动压力、形变压力、膨胀压力与冲击压力。其中松动压力与形变压力是最为重要的两种压力形态。而形变压力对开挖过程中隧道的稳定性有至关影响。掌握形变压力的四个影响因素（原始应力状态、岩体的力学性质、支护时间与支护刚度）对隧道开挖过程的影响，合理选择支护时间与支护刚度，将有效保证隧道开挖的安全性，以达到经济支护的目的。
关键词：形变压力；影响因素一、围岩压力的简单介绍围岩压力是指地层对洞室的作用力，概括的来说就是指围岩二次应力状态的全部作用。广义上的围岩压力既包括有支护时的压力，也包括无支护时的压力；狭义上的围岩压力仅仅指围岩作用在支护结构上的压力。工程中，我们一般研究狭义上的围岩压力。
围岩压力依照作用力产生的不同机理可以分为松动压力、形变压力、膨胀压力和冲击压力四种类型。其中松动压力与形变压力是最为重要的两种压力形态。松动压力指在围岩变形过大的情况下，由于发生松动而形成的压力；形变压力指围岩变形有限的情况下而形成的压力，又可分为弹性变形压力、塑性变形压力、流变压力；膨胀压力是指具有膨胀性的岩体发生膨胀时产生的压力；冲击压力是指在能量突然释放的作用下产生的压力。不同的压力不仅在性质上大为不同，而且对围岩的稳定性影响也不尽相同。
围岩压力的影响因素有很多，比如说：地下水的影响、岩体的力学特性、施工方法、原始应力状态、支护时间、支护刚度、隧道断面形状等等。不同类型的围岩压力其影响因素也不同。目前，被大家所认同的形变压力的影响因素有：原始应力状态、岩体的力学性质、支护时间与支护刚度。
二、原始应力状态与岩体力学性质对形变压力的影响
如图1所示：1．图中纵坐标P代表围岩压力（原始地应力），横坐标U代表位移。
2．A区围岩压力处于形变压力区，B区围岩压力处于松动压力区。
3．坐标轴中直线与曲线都代表随着开挖后变形达到稳定的地层特征线。其中直线代表围岩处于弹性阶段，直线斜率相同表示岩体力学性质相同；曲线代表围岩处于塑性阶段。
结论：1.地层特征线与坐标轴相交表示隧道不用支护。
2.原始地应力越大，可能需要支护的力就越大。
3.岩体力学性质越差（斜率越大），需要支护的力就越大。
三、支护时间与支护刚度对形变压力的影响
曲线1代表地层特征线，2~6代表不同时间设置支护或支护刚度不同时的支护特征线。支护时间与支护刚度的不同选择，将与地层特征线产生不同的坐标组合，如图2所示。
从图中我们可以看出，地层特征线1为上凹曲线，其最低点表示衬砌结构上承受的地层压力最小，如果在隧道开挖的过程中刚好在这一点进行支护（如支护特征线5），那么此时作用在支护结构上的力也最小，此为最理想的状态。但是在实际工程中，严格的实现刚好在最低点进行支护并不现实，理论上我们要求在最低点附近进行支护。在最低点后曲线1上升的原因是地层施加于衬砌上的松动压力增加，洞周地层将出现大强度的破坏，因此，在最低点后进行支护是不利的，我们要求在最低点以左一定范围内相交，考虑到岩体材料物性参数的离散性，在最低点以左一定距离进行支护能够有效的增加结构的安全度。
支护特征线2表示在隧道开挖后立即进行支护，支护特征线3表示在隧道开挖一段时间后再进行支护，两条直线斜率相同表示支护刚度相同。同一支护刚度在不同的时间进行支护，也会产生不同的坐标组合。从图中我们可以看出，由于地层具有一定的自承能力，直线3比直线2承受的地层压力更小。因此，在隧道开挖后推迟支护时间有利于降低作用在衬砌上的力，从而达到经济支护的目的。
直线3与直线4表示两者都在隧道开挖后一段时间进行支护，斜率不同表示支护刚度不同。两者都在最低点以左一定距离相交，柔性结构4比刚性结构3所承受更小的地层压力。但是支护刚度的选择都是相对而言的，如支护特征线6表示支护刚度过于不足时，与地层特征线1已经不再相交，支护在围岩变形过程中已经破坏，支护将不起作用。
综上所示，支护时间与支护刚度的合理选择在隧道开挖过程中至关重要，既要保证隧道的安全性，又要合理应用地层的自承能力保证支护的经济性。
作者简介：唐小惠（1992.8）.女.汉族.四川资阳人.就读于西南交通大学峨眉校区2011级土木工程系铁道工程专业.本科.研究方向：铁道。