本文關(guān)鍵詞： 隧道工程 正交各向異性巖體 非圓形隧洞 內(nèi)水壓力 應(yīng)力解析解　出處：《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2017年S2期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了探討深埋正交各向異性水工隧洞的力學(xué)響應(yīng)問題,考慮洞邊作用均布內(nèi)水壓力的情況,基于平面彈性復(fù)變函數(shù)方法,推導(dǎo)任意孔形水工隧洞的應(yīng)力解析解。推導(dǎo)中建立3套極坐標(biāo)系,將物理平面孔外域映射到了像平面的單位圓外域,并建立孔邊應(yīng)力邊界條件,再利用冪級數(shù)解法,求解出隧洞的應(yīng)力場。以直墻半圓拱形隧洞為例,通過ANSYS數(shù)值計(jì)算對解析解進(jìn)行對比驗(yàn)證,在此基礎(chǔ)上,又運(yùn)用解析方法研究馬蹄形和圓形隧洞的孔邊應(yīng)力分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:不同于各向同性巖體,隧洞的正交各向異性圍巖應(yīng)力場表現(xiàn)明顯的非對稱性;增大側(cè)壓力系數(shù)會使孔邊的切向應(yīng)力增加,但馬蹄形隧洞2個(gè)曲率較大位置的切向應(yīng)力卻幾乎保持不變;內(nèi)水壓力的增加能減小洞口的應(yīng)力集中,曲率越大的位置減小越明顯,但內(nèi)水壓力過大,會使孔邊出現(xiàn)明顯的拉應(yīng)力,不利于隧洞的安全。
[Abstract]:In order to investigate the mechanical response of deep buried orthotropic hydraulic tunnel, considering the uniform internal water pressure of the edge of the tunnel, the plane elastic complex function method is used. Three sets of polar coordinate systems are established to map the physical plane plane outer domain to the unit circle outer domain of the image plane and the stress boundary condition of the hole edge is established. Then the stress field of the tunnel is solved by the power series method. Taking the semi-circular arch tunnel of the straight wall as an example, the analytical solution is compared and verified by ANSYS numerical calculation. The analytical method is also used to study the stress distribution of the borehole edge of horseshoe and circular tunnels. The results show that the stress field of the orthotropic surrounding rock of the tunnel shows obvious asymmetry unlike that of the isotropic rock mass. When the lateral pressure coefficient increases, the tangential stress of the hole edge increases, but the tangential stress at the two larger curvature positions of the horseshoe tunnel is almost unchanged. The increase of internal water pressure can reduce the stress concentration of the hole, and the greater the curvature is, the more obvious the position is, but if the internal water pressure is too large, there will be obvious tensile stress on the edge of the hole, which is not conducive to the safety of the tunnel.
【作者單位】： 華北電力大學(xué)水電與巖土工程研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11572126) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(NCEPU2016XS55)~~
【分類號】：TV31;TV672.1
【正文快照】： 1 引言 隧洞是水工建筑物引水系統(tǒng)的重要組成部分,隧洞開挖以后圍巖中的應(yīng)力變化和由此引起的圍巖破壞一直是巖石力學(xué)研究和地下工程建設(shè)關(guān)注的問題。國內(nèi)外很多學(xué)者在研究中都將隧洞圍巖視為各向同性材料,對深埋隧洞的應(yīng)力場進(jìn)行了深入的研究[1-3]。但是B.Amadei[4]提出,在

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9 潘家，

本文編號：1463888