[科普中国]-松动压力

由于隧道开挖而松动或坍塌的岩体以重力的形式直接作用在支护结构上的压力称为松动压力。

松动压力的形成开挖隧道所引起的围岩松动和破坏的范围有大有小，有的可达地表，有的则影响较小。对于一般裂隙岩体中的深埋隧道，其波及范围仅局限在隧道周围一定深度。所以作用在支护结构上的围岩松动压力远远小于其上覆岩层自重所造成的压力。这可以用围岩的“成拱作用”来解释。下面以水平岩层中开挖一个矩形坑道，来说明坑道开挖后围岩由形变到坍塌成拱的整个变形过程，。

（1）隧道开挖后，在围岩应力重分布过程中，顶板开始沉陷，并出现拉断裂纹，可视为变形阶段段。

（2）顶板的裂纹继续发展并且张开，由于结构面切割等原因，逐渐转变为松动，可视为松动阶段。

（3）顶板岩体视其强度的不同而逐步塌落，可视为塌落阶段。

（4）顶板塌落停止，达到新的平衡，此时其界面形成一近似的拱形，可视为成拱阶段。

影响天然拱因素（1）隧道的形状和尺寸。隧道拱圈越平坦、跨度越大，则天然拱越高，围岩的松动压力也越大

（2）隧道的埋深。实践表明，只有当隧道埋深超过某一临界值时，才有可能形成天然拱。习惯上，将这种隧道称为深埋隧道，否则称为浅埋隧道。由于浅埋隧道不能形成天拱，所以它的围岩压力的大小与埋置深度直接相关。

（3）施工因素。如爆破的影响，爆破所产生的振动常常是引起塌方的重要原因之一，会造成围岩压力过大。又如分步开挖多次扰动围岩，也会引起围岩失稳，扩大天然拱范围。

松动压力发生情况（1）在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉块的岩石；

（2）在松散软弱的岩体中，坑道顶部和两侧片帮冒落；

（3）在节理发育的裂隙岩体中，围岩某些部位沿软弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落。1

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学