多溶洞隧道围岩应力解析解研究

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1、第39卷，第4期公路工程Vo1．39，No．42014年8月HighwayEngineeringAug．，2014多溶洞隧道围岩应力解析解研究易菁，张欣艳(湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015)【摘要]基于复变函数，推导了双溶洞隧道之间相互影响的应力解析解。研究表明：当溶洞距隧道位置不变的情况下，溶洞洞径越大，隧道围岩应力越大；当溶洞洞径以及溶洞距离隧道位置不变的情况下，溶洞离隧道越远，隧道围岩应力越小；当溶洞洞径以及溶洞与隧道距离不变的情况下，溶洞的位置分布不同，隧道围岩应力的分布会改变。．[关键词】岩溶隧道；复变函数；Schwarz交替法；解析解；应力【中圈

2、分类号]U451．2【文献标识码]A【文章编号】1674—0610(2014)o4—0268—04AnalyticalSolutionsofSurroundingStressFieldsinMultiCavesTunnelYIJing，ZHANGXinyan(HunanConmmunicationResearchInstitute，Changsha，Hunan410015，China)[Abstract]Basedonthecomplexfunction，itdeducedthestressofanalyticalsolutionforthemutu—alinflue

3、ncebetweenpairsofkantcaveandthetunne1．Researchshowsthat：Whenthecaveundertheconditionofinvariabledistanceontunnelposition，thegreaterkarstcaveholediameter，thetunnelsur—roundingrockstressislarger；Whencaveholediameterandcavesundertheconditionofinvariabledis-tanceontunnellocation，thefurthera

4、wayfromthetunnelkarstcave，thesmallerthetunnelsurroundingrockstress；Whencaveholediameterandkarstcaveandthetunnelundertheconditionofinvariabledis-tance，locationdistributionofthekarstcave，tunnelsurroundingrockstressdistributionwillchange．[Keywords]karsttunnel；complexvariablefunctionmethod；

5、schwarzalternatingmethod；planeelasticanalyticalsolution；stress力场。张路青。。’采用Schwarz交替法与复变函数0前言相结合，针对地下双硐室求解了其相互影响下围岩我国岩溶地区分布广泛，可溶岩层分布面积约应力分布。陈鹏则提出了复变函数对地下三孔占国土总面积的1／3，其中以西南部云、贵、桂和川、硐室的位移求解方法，该方法求解了隧道地表沉降鄂、湘等部分地区岩溶最为发育⋯。随着我国西部与净距的关系。王立忠应用Verruijt的基本解大开发建设的蓬勃发展，岩溶地区修建交通隧道、水法，采用共形映射方法，把含括一个圆形

6、孔洞的半无电站、跨流域调水以及深部矿产等地下工程建设的限空间区域映射为圆环域。然后把这个区域内的解迅猛发展，所遇到的工程地质条件日趋复杂，面临的析函数展成Laurent级数的形式。利用Muskhelish—问题也越来越具有挑战性。viii的复变函数解法，求得隧道洞周给定位移条件下一些学者将地下硐室简化成平面问题，利用复的应力场和位移场。王志良¨求解浅埋隧道的应变函数进行求解。最初，Jeffery使用双极坐标对力场，采用边界配点来确定边界条件，同时用保角映平面双洞的应力和应变进行求解，研究成果与实际射将一个含圆孔的半无限空间区域映射为圆环域，较吻合。此后，Mindlin

7、基于Jefery的方法，在考然后把这个区域内的解析函数展开成Laurent级数虑重力和初始应力场的情况下求解了开挖硐室的应的形式，利用Muskhelishvili的复变函数理论和最小【收稿Et期】2014—04-l7[作者简介]易菁(1982一)，女，湖南湘潭人，工程师，主要从事公路桥梁、隧道勘测设计与研究。第4期易菁，等：多溶洞隧道围岩应力解析解研究269二乘法来确定解析函数的各项系数，从而求得浅埋1．3平面三孔洞解析解隧道围岩压力的半数值、半解析解，最后通过算例给在求解双溶洞对隧道的影响中，可先叠加溶洞出了围岩应力的分布情况。本文将复变函数方法应