3.2.1 地震前后隧道上方围岩应力路径对比分析
隧道周围压力拱形成的尺寸大小与隧道的结构形状、隧道跨度和围岩级别等因素有关，本节针对这几个影响因素逐一进行对比分析（本节计算中采用的计算参数与2.2.3相同）。
图3-8～图3-11绘出了隧道上方的应力沿路径1（图3-7）的变化，图中SX表示X方向的应力σX，SY表示Y方向的应力σY，S3（图中3条线，最下面一条线均为S3线）表示最小主应力σ3表示负值应力（岩土体中以受压为主）。
图3-8 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=202.86m）
图3-9 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=152.86m）
图3-10 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=102.86m）
图3-11 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=52.86m）
以下计算结果是针对Ⅱ级围岩，跨度B=32m的矩形隧道。
1.矩形隧道
综合图3-8～图3-11可以得到如下结论：①对于矩形大跨度（B=32m）隧道，其上方的压力拱不容易形成，即隧道上方压力拱的形成受隧道结构形状和跨度的影响较大；②在深埋的情况下，隧道上方压力拱的高度随埋深的变化很小；③地震前、后隧道上方压力拱的高度有所变化；④埋深较浅时，静力状态下存在的压力拱可能会在地震作用下发生破坏。
2.马蹄形隧道
地震前、后隧道上方围岩应力路径对比如图3-12～图3-15所示。
综合图3-12～图3-15可以得到如下结论：①对于马蹄形大跨度（B=32m）隧道，其上方的压力拱容易形成；②在深埋的情况下，隧道上方压力拱的高度随埋深的变化很小；③地震前、后隧道上方压力拱的高度有所变化；④埋深较浅时，地震前、后压力拱的高度有较大变化。
3.圆形隧道
地震前、后隧道上方岩应力路径对比如图3-16～图3-20所示。
综合图3-16～图3-20可以得到如下结论：①对于圆形大跨度（B=32m）隧道，其上方的压力拱容易形成；②在深埋的情况下，隧道上方压力拱的高度随埋深的变化很小；③地震前、后隧道上方压力拱的高度有所变化；④埋深较浅时，地震前不存在的压力拱，在地震后可能形成。
图3-12 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=202.86m）
图3-13 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=152.86m）
图3-14 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=102.86m）
图3-15 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=52.86m）
图3-16 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=202.86m）
图3-17 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=152.86m）
图3-18 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=102.86m）
图3-19 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=52.86m）
图3-20 地震前、后隧道上方围岩应力路径对比（Ⅱ级，h=22.86m）
综合图3-8～图3-20可以得到如下结论：①马蹄形和圆形隧道上方容易形成压力拱，矩形隧道上方不易形成，这说明隧道结构形状对其上方压力拱的形成有较大影响；②地震前、后隧道上方压力拱的高度有所变化，在深埋的情况下，隧道上方压力拱的高度随埋深基本不变。