分布式光纤传感技术与工程应用研究(33)
1、2号线所处的温度环境极为相似，从第3期到第10期监测，它们经历了相同的温度变化，但是，就在这同样的温度变化条件下，2号线却出现了在数量和程度上都远大于1号线的异常区域。这一现象表明温度不是造成2号线大量异常区域的直接和唯一的原因，虽然这些异常区域在应变变化上表现出与温度变化极为相似的趋势，但这并不能作为温度造成2号线大量异常的唯一充分条件，而只能表明造成2号线异常的作用力同温度有着某种密切的联系，从而具有相同的变化趋势。
那么，隧道结构所受到的哪些作用力与温度有着这种密切联系呢？经过分析，具备这种特性的作用力有两种，温度应力和围岩压力。
○1温度应力
温度应力是由温度变化在特定结构约束条件所产生的，因此必然同温度有着密切的联系。由于1号线和2号线所测量的是隧道结构轴向应变，因此可以认为这是一个一文问题，即单向约束问题。
王铁梦[117]指出，对于单向约束的温度应力问题，在全自由条件下，无约束应力，有最大变形
T：温度差，升温为正，反之为负
α：线膨胀系数
在全约束条件下，无变形，有最大应力：
在弹性条件约束下， （5.5）
由此可见，隧道结构的轴向约束条件、弹性模量和线膨胀系数决定了隧道的轴向应变。在全约束条件下，不论温度如何升高，应变都不会增加，而在全自由条件下，没有应力，应变达到最大。由于实际施工的不均一性，如模版施工的先后顺序、混凝土组份和凝固时间的差异等等，隧道结构中各部分的轴向约束条件、弹性模量和线膨胀系数都不尽相同，因此在相同的温度变化条件下，隧道内各区域的应变也会有差异，尤其是一些强度较低的局部区域，会在周围结构的挤压下压缩变形。
○2围岩压力
对白泥井3号隧道当地的气候条件深入分析后发现，隧道温度在2004年7月至8月之间保持着相对较高的温度水平，而此时也正值当地水量充沛的雨季，降水量与温度具有相近的变化趋势。降水量的升高，使得大量雨水渗入隧道所在滑坡体内，有可能从以下几个方面促进滑坡的发生，从而增大围岩压力[113]：
（1）雨水入渗增加了滑坡体的自重，从而导致围岩压力增大；
（2）雨水渗透入土体的孔隙和岩石的裂缝中，会造成土石的抗剪强度降低，从而加大滑坡向着隧道方向滑动的可能，局部也可能发生小规模的滑动，造成局部围岩压力增大；
（3）雨水入渗补给地下水，增大静水压力，其结果也是造成土石抗剪强度降低，从而加大滑坡向着隧道方向滑动的可能，局部也可能发生小规模的滑动，造成局部围岩压力增大。
从各异常区域的应变走势来看，大多数的变形都是可以恢复的，这表明在雨季过后、随着滑坡体内含水量的降低，隧道结构所受到的围岩压力也相应减少，结构发生了弹性恢复。
由于在空间分布上2号线紧邻滑坡，它所在的衬砌直接承受围岩压力的作用，因此相对于1号线而言，2号线更容易受到滑坡的影响，这就解释了为什么在同样的温度条件下，1号线和2号线上却出现了不同的异常情况。
温度应力和围岩压力受当地气候条件影响而变化，是造成1号线和2号线上局部小范围异常的原因，尤其是围岩压力对隧道结构的作用，造成2号线上出现了数量和程度远大于1号线的众多异常区域。另外，这些异常区域内所发生的结构应变异常，会随着雨季的结束而消失，这表明隧道结构仍然处于弹性变形的范围以内，是可以恢复的，不会对隧道的整体健康造成威胁。