复杂应力场中非圆形隧道应力解析解研究

作者：董鹏; 安学旭^*; 王智阳; 胡志平; 辛国庆

来源：人民长江, 2022, 53(12): 190-197.

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.12.029

• 隧道工程
• 非圆形隧道
• 主应力场水平倾角
• 解析应力分布规律
• 复变函数

针对由深埋非圆形断面隧道主轴与初始主应力场成一定角度引起的围岩应力分布问题，利用复变函数理论推导了一种考虑主应力场水平倾角的非圆形断面隧道解析解。结合引汉济渭工程，将解析解在Matlab中编程求解，研究了初始主应力场剪切分量及其水平倾角对马蹄形隧道围岩应力分布规律的影响。结果表明：对于相同断面隧道与主应力场，考虑主应力场剪切分量与不考虑相比，隧道环向应力相差较大，左右拱脚处二者最大比值分别为1.39和0.61。主应力场剪切分量会使隧道拱脚及拱肩处产生环向拉压应力，且最大值为相应剪切应力分量的6倍。随着主应力场水平倾角增大，隧道左拱脚及右拱肩处环向应力集中在升高，而右拱脚及左拱肩处环向应力集中却在逐渐降低。研究成果可为类似隧道工程灾变预防提供借鉴。

• 单位
  陕西省引汉济渭工程建设有限公司; 建筑工程学院; 长安大学