衬砌异状肇因的分析作业为营运中隧道安全评估的基础,亦为确保隧道结构安全稳定所需维修补强的关键信息。而隧道周围的外力变化为各种影响隧道稳定的因素中至为关键的一项,且为补强设计之直接依据。本研究基于运动学观点分离隧道位移为刚体运动与变形两大分量,再探讨隧道周围不同应力变化造成的变形特性,建立衬砌变形特征曲线。继而依据隧道变形机制与衬砌变形特征曲线的关系,结合差分全球定位系统(Differential global positioning system,DGPS)与新型全测站之自动目标识别、照准及放样功能,高精度地测量隧道剖面3D绝对坐标,并透过前后测量结果求得衬砌变形曲线,比对典型衬砌变形特征曲线,从而掌握隧道周围应力变化之趋势。经案例应用结果显示,本研究所提微变监测可成功推测隧道剖面变形的机制,有助于提供量化的隧道检测数据。
