本研究利用適合模擬岩石材料不連續行為特性的3DEC程式，以彈塑性模式探討隧道在不同地質狀況及現地應力條件下，開挖面接近不連續地質界面時之應力傳遞及變形行為，並以影響線、趨勢線及位移向量方位趨勢線等方法預判前方地質狀況，且比較支撐架設與否之差異。
根據本研究分析結果顯示：（1）不連續界面之塑性區域的發展會比連續界面時為大。（2）地質界面不連續情況下，隧道不論是由硬至軟或由軟至硬開挖，當開挖愈接近地質界面，開挖面角隅處附近應力集中現象愈明顯。（3）不連續界面對於應力的傳遞，以及變形行為均產生很顯著的影響，導致位移向量方位趨勢線在接近不同地質條件下，有不同的變化特徵。（4）支撐的施作能有效抑制隧道變形量，使得硬岩與軟岩之位移向量方位趨勢線之正常值降低。（5）不連續界面情況下，開挖面前方之弱帶寬度大小對隧道位移向量方位趨勢線之影響不顯著。

The research utilized a three-dimension discrete element code, 3DEC, which is suitable for simulating the discontinuous rock mass, to study the stress transmissions and the deformation behavior of tunnels excavating towards the discontinuous geological interface by elasto-plastic analysis. The conditions of different geological index and in-situ stress were considered. The plots of influence lines, trend lines, and displacement vector orientation trend lines were used to predict the geological conditions in front of the excavation face. Differences in the mechanical behavior for tunnels with or without supports were compared.
Based on the results of numerical analyses, several conclusions can be obtained. (1) The ranges of plastic zones for discontinuous interface are larger than for continuous interface. (2) Under the condition of discontinuous interface, no matter the tunnel is excavating from stiff rock to soft rock or vice versus, stress would concentrate around the corners of the excavation face and would become more obvious as the excavation approaching the interface. (3) The discontinuous interface will have obvious influence on the stress transmissions and the deformation behavior of tunnels. Therefore, it will result in different characteristics of the trend lines of the displacement vector orientation when the tunnel is excavated towards different geologic conditions. (4) The installation of tunnel supports can restrain tunnel deformations effectively; therefore, the normal values of the trend lines of the displacement vector orientation will decrease substantially for both stiff and soft rock. (5) Under the condition of discontinuous interface, the width of the weak zone in front of the excavation face has little effect on the trend lines of the displacement vector orientation.

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