深埋非圆形隧道开挖围岩的弹性和黏弹性位移解析

摘要：

为研究深埋非圆形隧道开挖引起围岩的弹性和黏弹性变形解析解,首先通过复变函数的方法,得到了围岩中位移的弹性解.之后,根据弹性-黏弹性对应原理,采用Burgers黏弹性模型,通过拉普拉斯变换和拉普拉斯逆变换,得到围岩位移的黏弹性解.最后以Ⅳ级围岩中铁路双线隧道为例,通过搜索边界映射点的方法,得到其映射函数.给出了隧道附近的弹性位移等值线图、沿隧道边的弹性位移,及隧道拱顶、拱底和拱腰三个特殊点的黏弹性位移,并讨论了侧压系数对弹性和黏弹性位移的影响.研究结果表明:开挖引起的弹性位移在隧道附近区域迅速下降,之后缓慢趋于零;拱顶和拱底的黏弹性竖直位移、拱腰的黏弹性水平位移随时间变化明显,在5a左右,变化速率减小;随侧压系数的增大,拱顶和拱底的弹性竖直位移减小,黏弹性竖直位移几乎未变,拱腰的弹性和黏弹性水平位移值增大.隧道开挖后,要及时支护,并注意拱顶和拱底的竖直位移.

关键词：复变函数、非静水应力场、非圆形隧道、Burgers模型、黏弹性位移

所属期刊栏目：44

分类号：TU457(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划

在线出版日期：2022-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：142-149