[热点探讨]关于隧道偏压应力监测与实际相反的讨论？ [复制链接]

情况：
隧道位于前寒武系地层的花岗岩与变质岩交叉出现地方，于恒山西部。研究段左侧主要为钾质花岗岩，斜长石高岭土化严重，岩石胶结性差，遇水软化明显，手一捏即成散体状，岩体强度极低，主要发育2组结构面，结构面部分绿泥石化；右侧主要为黑云斜长角闪岩，岩块单轴抗压强度为51.95MPa。而且两侧地下水发育情况不一致，左侧地下水有小股状水流出，右侧基本为干燥状态。
      

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  1 研究段左侧钾质花岗岩脉                

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2研究段右侧黑云斜长角闪岩
    隧道埋深500m，地应力最大水平主应力值为16MPa左右，研究段在如上图所示两侧围岩级别（左侧Ⅴ级右侧Ⅲ级）、地下水等影响下，左右侧受到压力差别很大。开挖后隧道初期支护左侧开裂变形严重，更改设计施作的二次套拱钢架扭曲变形、喷射砼脱皮开裂，掌子面围岩向洞内位移，而且在左侧拱墙位置出现了大规模的突泥，突泥成分主要为钾质花岗岩散体及断层泥（如图3、4）。
          

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3 研究段左侧初支拱墙开裂及拱架扭曲              

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4 DK118+90拱顶大突泥
研究段的应力和收敛监测
    

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       6 围岩与初支间应力
  

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7 钢拱架切向应力                        

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   8 初支混凝土径向应力

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监测点布置图

围岩与初支间应力的接触压力：图6可以看出拱顶受力最大，其次右侧，再后才是左侧
钢拱架切向应力情况：拱顶钢拱架受剪>右侧>左侧
   初支混凝土径向压力：右侧>拱顶钢拱架受剪>左侧
问题：
  左侧岩性差，围岩级别低，在深埋、高低地应力情况下，左侧出现开裂、扭曲等病害，但是掌子面监测出来的结果为什么要么最大的受力在拱顶、要么在右侧，而实际右侧支护结构不怎么破坏？

我有如下观点：
1.         几个曲线图太不清楚；
2.         如果我没有看错，第一个图的应力单位是“Pa”，那么，你测得的结果不可靠，没有意义；
3.         即便后二图单位是“kPa”，好象也说明不了问题。楼主说“地应力最大水平主应力值为16MPa左右”，在支护结构中的应力才是原岩应力的千分之几，微不足道；还有隧道轴线与最大水平应力方向关系问题；
4.         测点布置在哪里？可靠性如何？
5.         退一步讲，坚硬岩层还在承载，所以，尽管压（应）力较大，支护结构也不坏，正常。
建议：
1.         重新核实监测数据；
2.         重新审视监测方案。

谢谢 楼上关注
  因为图件比较多，监测曲线是在excel里做的，粘贴过来不方便，我用画图板转接过来，才导致看不清楚。
   所有曲线单位是MPa，测点是拱顶，拱腰，拱墙，都是常规测点操作，应该没有问题。
  现在我认为监测方案和监测数据应该都没有问题，因为我们进行隧道监测已经有很多次经验了，这次数据实在有点离谱。

  “退一步讲，坚硬岩层还在承载，所以，尽管压（应）力较大，支护结构也不坏，正常。”
---关于这个点的思考：
    监测数据实际上为围岩-初支间的压应力，这个时候已经跳出了岩层承载这个范畴了；
     而且另外两个数据是为混凝土初支径向应力和钢拱架的切向应力，都已经出了围岩的承载范围了。
  ---以上观点是暂时想法，欢迎edlemann提出观点，

我认为，所测应力均不能脱离围岩而论。
什么叫“围岩-初支间的压应力”？不是“间”吗？较坚硬岩石在起支承作用，没有破坏，没有卸很多载。
围岩破坏了，支护结构没有了支承体，散体压力不会很大，应力自然卸下来。
应力曲线图单位如果是MPa，还算合理。
但最大水平原岩应力方向与隧道轴线间关系如何？
不能避开这种岩性、地应力变化剧烈地段吗？

最大水平应力与隧道轴向夹角在20--30度左右；
  

  至于“不能避开这种岩性、地应力变化剧烈地段吗？”
因为我们现在监测工作已经结束了，当时就是因为出现偏压才决定进行应力监测的；
  

没有想到出现了监测结果与实际相反的情况！

“围岩破坏了，支护结构没有了支承体，散体压力不会很大，应力自然卸下来”
---按照你的观点，那么这种情况下监测的压力小，即左侧监测结果，那么如此小的压力怎么会出现混凝土初支开裂、钢拱架扭曲等隧道施工病害呢？
  

期待eldemann等专家评论讨论

既然破坏了，那就失稳围岩都散落在支护上，使得支护受压过大，承受不了失稳岩体重量，导致破坏

楼上的没有理解我问题的关键
  我现在问题是测出来的应力数据与实际相反！ 即将破坏的一侧测出来的应力小，不会发生破坏的一侧大

你一定要说你测得的结果是可靠的，我们也没有办法。
我的观点是，你测得的结果可能是已经破坏后的卸载了的结果，或者是围岩与支护结构没有密贴的情况。
知道你已有经验，但仍不能排除此种情况。

我觉得是兄弟的监测方案有问题，这种隧道不适合采用三角测线法进行监测，一旦隧道开挖中、下台阶，初支的拱脚部分必定”悬空“造成短暂的却失支撑，尤其是隧道左侧岩土体比较破碎的情况下，初支的压力就更大，拱脚变形就更大，就更容易造成左侧数据反映变形和压力不大，但实际变形较大。建议兄弟采用拱顶挂尺试试。