一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法

1.本发明属于岩土力学技术领域，更具体地，涉及一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法。


背景技术：

2.我国云南地区地形、地质条件复杂，高等级公路建设中遇到大量的桥梁、隧道工程，由于公路隧道设计受到山岭重丘区的线形、隧址区工程地质情况和工程造价等因素的限制，线路中多采用了双连拱隧道设计方案，取得了较好的经济和社会效益。双连拱隧道的优点主要体现在以下方面：(1)避免了洞口分幅路基，减少占地；(2)隧道两端接线要求不高，接线工程量小且接线线形较为顺畅；(3)在傍山或垭口地形有利于洞口位置的选择，并可减少隧道长度；(4)避免洞口大桥分幅，特别是跨河大桥；(5)可以减少洞口边坡开挖，有利于环境保护。
3.由于双连拱隧道跨度大，结构复杂，开挖和支护交错进行，围岩和支护结构受到多次施工影响和扰动，其力学行为十分复杂，加之双连拱隧道设计段经常存在浅埋、偏压和围岩复杂等不利条件，其力学行为更为复杂，使得双连拱隧道的设计与施工都更为困难，在工程建设中也发现和产生了较多问题，说明当前的设计与施工技术仍有待提高与完善，工程中，存在的问题与不足主要有：(1)双连拱隧道结构复杂，施工工序多，施工过程和施工结束后隧道结构上的荷载难于确定，因此设计存在一定的盲目性，总体支护体系强度普遍偏高，但在局部位置又相对偏弱，支护效果差，工程中经常发生衬砌的开裂、塌方和渗水等问题；（2）当前连拱隧道的开挖顺序与支护时机选择尚没有形成完善的理论，根据工程经验形成的认识有待通过理论分析与现场监测来验证。
4.要解决上述两个瓶颈问题，重点在于了解连拱隧道施工过程中围岩应力的演化规律，特别是受到隧道开挖扰动影响的应力释放作用规律是确定合理施工工序、完善支护结构设计的关键。而目前，确定应力释放率的方法大多基于概念推导或者工程经验，缺少能在施工现场实际测量的技术方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法，通过在施工现场实际测量能够有效地得到连拱隧道整个施工过程中围岩的应力变化情况，能够充分的了解连拱隧道施工过程中受到开挖扰动影响下的围岩应力释放率作用规律，合理确定连拱隧道的支护结构设计、支护时机优化等重要参数，确定连拱隧道施工的合理顺序，能显著减少工程中经常发生衬砌的开裂、塌方和渗水等问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法，包括如
下步骤：s1:根据大地坐标系下连拱隧道围岩测试断面处的原始地应力分量获得钻孔坐标系下连拱隧道围岩测试断面处的原始地应力分量；s2:开挖先导洞，获取先导洞监测断面处的岩体变形参数；s3:在先导洞的指定监测断面的顶部和底部分别布置应力释放率测量孔；s4:在两个测量孔内分别选取5处测试点分别粘贴三向应变花，并封堵；s5:在封堵后的两个测量孔之间浇筑中导墙，在中导墙上设置与两个测量孔内各个三向应变花分别连接的测量接头，通过测量装置连接测量接头分别获取各个三向应变花上三个方向的应变初始值；s6:依次开挖先行洞和后行洞，分别测量先行洞和后行洞分别施工完毕后各个三向应变花上三个方向的应变值；s7:根据各个三向应变花上三个方向的应变初始值和先行洞、后行洞分别施工完毕后各个三向应变花上三个方向的应变值分别获得先行洞和后行洞开挖引起的各个三向应变花上三个方向应变改变量；根据各个三向应变花上三个方向应变改变量获得先行洞和后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的正应变改变量；s8:依据虎克定律分别获得先行洞和后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的正应力改变量；s9:根据所述正应力改变量以及钻孔坐标系下连拱隧道围岩测试断面处原始地应力分量获得先行洞开挖和后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的应力释放率，进而获得整个隧道施工过程中的应力释放率变化过程。
7.进一步地，步骤s2中所述先导洞监测断面处的岩体变形参数包括弹性模量和泊松比；步骤s4还包括在上下两个应力释放率测量孔内分别设置无缝钢管，将每个三向应变花的导线套入相应的无缝钢管的导线通道并引出相应的测量孔外。
8.进一步地，步骤s7中先行洞开挖引起的各个三向应变花处的三个方向应变改变量包括：先行洞开挖引起的第个三向应变花的第一方向应变改变量、第二方向应变改变量以及第三方向应变改变量，三者分别通过式（6）、式（7）以及式（8）表示：（6）（7）（8）其中，为第1，2，3,4，5个三向应变花，；为第个三向应变花的第一方向应变初值；为第个三向应变花的第二方向应变初值；为第个三向应变花的第三方向应变初值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第一
方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第二方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第三方向应变值。
9.进一步地，步骤s7中先行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应变改变量包括：先行洞开挖引起的第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应变改变量、方向正应变改变量以及方向正应变改变量，三者分别通过式（9）、式（10）以及式（11）表示：（9）（10）（11）其中，、和分别为第个三向应变花的第个应变片与钻孔坐标系的三个坐标轴轴、轴和轴之间的方向余弦，其中，;。
10.进一步地，步骤s8中先行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的正应力改变量包括：先行洞开挖引起的第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应力改变量、方向正应力改变量以及方向正应力改变量；三者分别通过式（18）、式（19）以及式（20）表示： （18）（19）（20）；其中，为弹性模量，为泊松比。
[0011] 进一步地，步骤s9中先行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的应力释放率包括：先行洞开挖引起的第个三向应变花在钻孔坐标系方向的应力释放率、方向的应力释放率以及方向的应力释放率；三者分别通过式（24）、式（25）以及式（26）表示：（24）
（25）（26）其中，、、分别为连拱隧道围岩测试断面处原始地应力在钻孔坐标系下轴方向、轴方向和轴方向的分量。
[0012]
进一步地，步骤s7中后行洞开挖引起的各个三向应变花处的三个方向应变改变量包括：后行洞开挖引起的第个三向应变花的第一方向应变改变量、第二方向应变改变量以及第三方向应变改变量，三者分别通过式（12）、式（13）以及式（14）表示：（12）（13）（14）其中，为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第一方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第二方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第三方向应变值。
[0013] 进一步地，步骤s7中后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的正应变改变量包括：后行洞开挖引起的第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应变改变量、方向正应变改变量以及方向正应变改变量，三者分别通过式（15）、式（16）以及式（17）表示：（15）（16）（17）。
[0014] 进一步地，步骤s8中后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的正应力改变量包括：后行洞开挖引起的第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应力改变量、方向正应力改变量以及方向正应力改变量，三者分别通过式（21）、式（22）以及式（23）表示：
（21）（22）（23）。
[0015] 进一步地，步骤s9中后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的应力释放率包括：后行洞开挖引起的第个三向应变花在钻孔坐标系方向的应力释放率、方向的应力释放率以及方向的应力释放率；三者分别通过式（27）、式（28）以及式（29）表示：（27）（28）（29）。
[0016]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：（1）本发明的一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法，通过开挖先导洞，获取先导洞监测断面处的岩体变形参数；在先导洞的指定监测断面的顶部和底部分别布置应力释放率测量孔；在两个测量孔内分别选取5处测试点分别粘贴三向应变花，并封堵；在封堵后的两个测量孔之间浇筑中导墙，在中导墙上设置与两个测量孔内各个三向应变花分别连接的测量接头，通过测量装置连接测量接头分别获取各个三向应变花上三个方向的应变初始值；依次开挖先行洞和后行洞，分别测量先行洞和后行洞分别施工完毕后各个三向应变花上三个方向的应变值，根据各个三向应变花上三个方向的应变初始值和先行洞、后行洞分别施工完毕后各个三向应变花上三个方向的应变值分别获得先行洞和后行洞开挖引起的各个三向应变花上三个方向应变改变量；根据各个三向应变花上三个方向应变改变量获得各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应变改变量；依据虎克定律分别获得先行洞和后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的正应力改变量；根据所述正应力改变量以及钻孔坐标系下连拱隧道围岩测试断面处原始地应力分量获得先行洞开挖和后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的应力释放率，进而获得整个隧道施工过程中的应力释放率变化过程；通过在施工现场实际测量能够有效地得到连拱隧道整个施工过程中围岩的应力变化情况，能够充分的了解连拱隧道施工过程中受到开挖扰动影响下的围岩应力释放率作用规律，合理确定连拱隧道的支护结构设计、支护时机优化等重要参数，确定连拱隧道施工的合理顺序，能显著减少工程中经常发生衬砌的开裂、塌方和渗水
等问题。
[0017]
（2）本发明提出的一种用于连拱隧道的围岩应力释放率估算方法，仅在先导洞施工完成后进行应变测量设备的埋设，不会干扰隧道主断面的施工，整个测量过程准确有效，工序简单。
[0018]
（3）本发明提出的一种用于连拱隧道的围岩应力释放率估算方法，除了能监测施工过程中的围岩应力变化，还能为隧道运营期间的围岩稳定性提供重要的长期监测手段。
附图说明
[0019]
图1为本发明实施例一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法的连拱隧道开挖先导洞的施工结构示意图；图2为本发明实施例一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法的先导洞的上部应力释放测量孔和下部应力释放测量孔的布置结构示意图；图3为本发明实施例一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法的先导洞的上部应力释放测量孔上三向应变花、无缝钢管的布置结构示意图；图4为本发明实施例一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法的中导墙、测量接头的布置结构示意图；图5为本发明实施例一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法的先行洞的施工结构示意图；图6为本发明实施例一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法的后行洞的施工结构示意图；图7为本发明实施例一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法的流程示意图。
[0020]
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-先导洞、11-上部应力释放测量孔、111-第一三向应变花、112-第二三向应变花、113-第三三向应变花、114-第四三向应变花、115-第五三向应变花、116-无缝钢管、117-导线、118-第一导线通道、12-下部应力释放率测量孔、13-中导墙、14-测量接头、15-第二导线通道、2-先行洞、3-后行洞。
具体实施方式
[0021]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0022]
为了深入了解连拱隧道施工过程中围岩应力的演化规律，特别是受到隧道开挖扰动影响的应力释放作用规律，我们首先定义需要用到的坐标系；将连拱隧道围岩测试断面处的大地坐标系定义如下，轴为向北，轴为向东，轴为垂直向下；将连拱隧道围岩测试断面处的钻孔坐标系定义如下，轴与钻孔轴线方向一致，轴位于钻孔横截面上，轴的方向通过右手螺旋法则确定；假设钻孔方位角为，倾角为，、、（）分别为钻孔坐标系轴、轴和轴在大地坐标系中的方向
余弦，则连拱隧道围岩测试断面处在大地坐标系和钻孔坐标系的转换矩阵可以表示为：（1）其中：；；；；；；；；。
[0023]
如图1-图7所示，本发明提供一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法，包括如下步骤：s1:根据大地坐标系下连拱隧道围岩测试断面处的原始地应力分量获得钻孔坐标系下连拱隧道围岩测试断面处的原始地应力分量；具体地，通过历史数据调研、现场实测、数值模拟等方式获取大地坐标系下连拱隧道围岩测试断面处的原始地应力分量;根据大地坐标系下连拱隧道围岩测试断面处的原始地应力分量获得钻孔坐标系下连拱隧道围岩测试断面处的原始地应力分量；通过式（2）表示：（2）其中，、、分别为大地坐标系下连拱隧道围岩测试断面处原始地应力在轴方向、轴方向、轴方向的分量；、、分别为连拱隧道围岩测试断面处原始地应力在钻孔坐标系下轴方向、轴方向和轴方向的分量；为连拱隧道围岩测试断面处在大地坐标系和钻孔坐标系的转换矩阵；表示转换矩阵的转置；s2:开挖先导洞，获取先导洞监测断面处的岩体变形参数；具体地，通过开挖先导洞，获取先导洞监测断面处的岩体变形参数，超前探明隧道正洞地质情况;其中，岩体变形参数包括弹性模量，泊松比；超前探明隧道正洞地质情况以为正洞安全施工创造条件；如图1所示，位于中间的洞为先导洞1，位于先导洞1两侧的分别为先行洞2和后行洞3；s3:在先导洞的指定监测断面的顶部和底部分别布置应力释放率测量孔；具体地，在先导洞的指定监测断面处布置上部应力释放率测量孔和下部应力释放率测量孔，并分别对上下两个应力释放率测量孔进行打磨和清孔处理；其中，如图2所示，所述上部应力释放测量孔11和下部应力释放率测量孔12分别设于所述先导洞1的顶部和底部；s4:在两个测量孔内分别选取5处测试点分别粘贴三向应变花，并封堵；具体地，在上下两个应力释放率测量孔内分别选取5处测试点分别粘贴三向应变花，在上下两个应力释放率测量孔内分别设置带有导线通道的无缝钢管，将每个三向应变花的导线套入相应的无缝钢管的导线通道并引出相应的测量孔外，并用水泥砂浆将两个应力释放率测量孔进行封堵；其中，如图3所示，上部应力释放率测量孔或下部应力释放率测量孔的5处测试点分别为孔底设置1个、孔壁两侧分别由上而下间隔设置；5处测试点的三向应变花从钻孔的一侧壁到另一侧壁依次为第一三向应变花111、第二三向应变花112、第三三向应变花113、第四
三向应变花114以及第五三向应变花115；无缝钢管116内设有供每个三向应变花的导线117通过的第一导线通道118；s5:在封堵后的两个测量孔之间浇筑中导墙，在中导墙上设置与两个测量孔内各个三向应变花分别连接的测量接头，通过测量装置连接测量接头分别获取各个三向应变花上三个方向的应变初始值；具体地，在封堵后的上下两个应力释放率测量孔之间浇筑中导墙，在中导墙上设置与上下两个应力释放率测量孔的导线分别相连的测量接头，通过测量装置连接两个测量接头分别获取上下两个应力释放率测量孔各个三向应变花上三个方向的应变初始值；其中，上下两个应力释放率测量孔各个三向应变花上三个方向的应变初始值包括：第个三向应变花的第一方向应变初值、第二方向应变初值以及第三方向应变初值为；如图4所示，所述中导墙13设于所述上部应力释放测量孔11和下部应力释放率测量孔12之间；与上下两个应力释放率测量孔分别对应的两个测量接头14对称设于所述中导墙13的竖向中心轴线的两侧；所述中导墙13内设有和两个无缝钢管116上第一导线通道118相连通的第二导线通道15；每个三向应变花的导线117依次通过第一导线通道118和第二导线通道15与相应的测量接头14连接；两个所述测量接头14分别与测量装置连接；通过所述各个三向应变花上三个方向的应变初始值获得上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应变；通过式（3）～式（5）表示：其中，上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应变通过式（3）表示：（3）上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应变通过式（4）表示：（4）上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应变通过式（5）表示：（5）其中，为第1，2，3,4，5个三向应变花，；为第个三向应变花的第一方向应变初值；为第个三向应变花的第二方向应变初值；为第个
三向应变花的第三方向应变初值；、和分别为第个三向应变花的第个应变片与钻孔坐标系的三个坐标轴轴、轴和轴之间的方向余弦，其中，；；s6:依次开挖先行洞和后行洞，通过所述测量装置分别测量先行洞施工完毕后和后行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值（如图5和图6所示）；其中，先行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值包括：先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第一方向应变值；先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第二方向应变值；以及先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第三方向应变值；后行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值包括：后行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第一方向应变值；后行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第二方向应变值；后行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第三方向应变值；s7:根据各个三向应变花上三个方向的应变初始值和先行洞、后行洞分别施工完毕后各个三向应变花上三个方向的应变值分别获得先行洞和后行洞开挖引起的各个三向应变花上三个方向应变改变量；根据各个三向应变花上三个方向应变改变量获得各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应变改变量；具体地，根据上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变初始值、先行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值以及后行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值分别获得先行洞开挖引起的和后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花处的三个方向应变改变量；根据先行洞开挖和后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花处的三个方向应变改变量获得先行洞开挖和后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应变改变量；更具体地，根据先行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值和上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变初始值获得先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花处的三个方向应变改变量；其中，先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花处的三个方向应变改变量包括：先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花的第一方向应变改变量、第二方向应变改变量以及第三方向应变改变量，三者分别通过式（6）、式（7）以及式（8）表示：
（6）（7）（8）其中，为第1，2，3,4，5个三向应变花，；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第一方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第二方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第三方向应变值；其中，先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应变改变量包括：先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应变改变量、方向正应变改变量以及方向正应变改变量，三者分别通过式（9）、式（10）以及式（11）表示：（9）（10）（11）；根据后行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值和先行洞施工完毕后上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花上三个方向的应变值获得后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花处的三个方向应变改变量；其中，后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花处的三个方向应变改变量包括：后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花的第一方向应变改变量、第二方向应变改变量以及第三方向应变改变量，三者分别通过式（12）、式（13）以及式（14）表示：（12）（13）（14）其中，为第1，2，3,4，5个三向应变花，；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第一方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第二方向应变值；为先行洞施工完毕后测得的第个三向应变花的第三方向
应变值；其中，后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应变改变量包括：后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应变改变量、方向正应变改变量以及方向正应变改变量，三者分别通过式（15）、式（16）以及式（17）表示：（15）（16）（17）；s8:依据虎克定律分别获得先行洞开挖和后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应力改变量；其中，先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应力改变量包括：先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应力改变量、方向正应力改变量以及方向正应力改变量，三者分别通过式（18）、式（19）以及式（20）表示：（18）（19）（20）；其中，为弹性模量，为泊松比；后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应力改变量包括：后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向正应力改变量、方向正应力改变量以及方向正应力改变量，三者分别通过式（21）、式（22）以及式（23）表示：（21）（22）
（23）；s9:根据所述正应力改变量以及钻孔坐标系下连拱隧道围岩测试断面处原始地应力分量获得先行洞开挖和后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系下的应力释放率，进而获得整个隧道施工过程中的应力释放率变化过程；具体地，根据先行洞开挖和后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的正应力改变量以及连拱隧道围岩测试断面处原始地应力在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的分量获得先行洞开挖或后行洞开挖引起的各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的应力释放率，进而得到了整个隧道施工过程中的应力释放率变化过程；其中，先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的应力释放率包括：先行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向的应力释放率、方向的应力释放率以及方向的应力释放率；三者分别通过式（24）、式（25）以及式（26）表示：（24）（25）（26）后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内各个三向应变花在钻孔坐标系的三个坐标轴方向的应力释放率包括：后行洞开挖引起的上下两个应力释放率测量孔内第个三向应变花在钻孔坐标系方向的应力释放率、方向的应力释放率以及方向的应力释放率；三者分别通过式（27）、式（28）以及式（29）表示：（27）（28）（29）其中，、、分别为连拱隧道围岩测试断面处原始地应力在钻孔坐标系下轴方向、轴方向和轴方向的分量；本发明提供的一种连拱隧道围岩应力释放率估算方法，通过在施工现场实际测量
能够有效地得到连拱隧道整个施工过程中围岩的应力变化情况，能够充分的了解连拱隧道施工过程中受到开挖扰动影响下的围岩应力释放率作用规律，合理确定连拱隧道的支护结构设计、支护时机优化等重要参数，确定连拱隧道施工的合理顺序，能显著减少工程中经常发生衬砌的开裂、塌方和渗水等问题；其仅在先导洞施工完成后进行应变测量设备的埋设，不会干扰隧道主断面的施工，整个测量过程准确有效，工序简单；本发明除了能监测施工过程中的围岩应力变化，还能为隧道运营期间的围岩稳定性提供重要的长期监测手段。
[0024]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。