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摘要
隧洞开挖过程中主应力方向发生改变，造成围岩应力分布与塑性区随之产生变化，显著影响着隧洞围岩的稳定及支护。以椭圆形隧洞为例，模拟不同主应力方向下隧洞围岩的破坏，基于复变函数和强度准则建立不同主应力方向下不同深度的围岩应力解析解和塑性区模型，结果显示：主应力方向与椭圆形隧洞非共面时，围岩应力呈“斜哑铃状”分布，最大切向应力处于顶底部与侧帮之间的位置，且随着距临空面深度的增大，最大切向应力逐渐靠近水平主应力方向；随着主应力方向与隧洞夹角的增大，洞壁处的最大切向应力集中点由隧洞侧帮逐渐靠近隧洞顶底部，且洞壁破坏范围逐渐减小；随着主应力方向与隧洞夹角的增大，椭圆形隧洞围岩塑性区逐渐远离侧帮中心处，塑性区范围和最大深度逐渐减小。不同主应力方向下围岩塑性区最大深度所处位置平行或近似平行于水平主应力方向。
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单位重庆大学; 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
