内压对管状双椭圆洞室围岩应力影响的解析解

摘要：

以管状双椭圆高水压洞室围岩应力为研究对象,将该问题简化为混合边界的双椭圆孔平面应力计算模型.基于平面弹性复变理论,通过保角映射、Cauchy积分及留数定理等方法,求解了具有单椭圆内压孔的两个平面应力复势函数;采用Schwarz交替算法,推导了具有双椭圆内压孔无限平面内任一点的应力分量表达式.据所得表达式,编制了Matlab计算程序,研究了无限平面含双洞室或双椭圆洞室的4个算例,分析了内压及两孔相对位置对围岩应力的影响.研究结果表明:两洞室均无内压时,水平对称双椭圆洞室的左孔口0°(或右孔口180°)处有最大切向应力;各孔口的最大或最小切向应力均随内压的增大而减小;当两孔中仅一孔含内压时,两孔孔口应力随内压的增大而或增或减,具体视孔壁位置而定.

关键词：围岩应力、双椭圆洞室、内压、弹性力学、复变函数、解析解

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分类号：U451;O302(隧道工程)

资助基金：贵州省科技厅工业攻关项目No.GY2009-3029;湖南省研究生科研创新项目资助No.CX2013B078;湖南省交通厅课题No.201225/201227.This work was supported by Industrial Project of Science and Technology Department of Guizhou Province GY2009-3029,Hunan Provincial Innovation Foundation For Postgraduate CX2013B078 and Department of Transportation of Hunan Province 201225/201227.

在线出版日期：2016-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：76-86,95