地形偏压条件下隧道初始应力场及二次应力场分布特征*

2012-08-08李文华彭立敏雷明锋安永林

铁道科学与工程学报 2012年4期

关键词：围岩

李文华，彭立敏，2，雷明锋，安永林

(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075;2.高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙 410075;3.湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭 411201)

隧道设计和施工的一个重要任务就是隧道围岩应力分析。针对该问题，目前已有不少研究成果［1－11］，如:Li等运用复变函数方法，研究了圆形深埋隧道的应力场和位移场特征，并给出了相应的解析解答［6－8］;刘干斌等基于 Biot固结理论和渗流—力学耦合模型，分别研究和得到了黏弹性土体和横观各向同性土体中，深埋圆形隧道的应力场和位移场理论解析方法［9－10］;王志良等亦利用复变函数法和Laurent级数，推导得到了浅埋隧道围岩应力场的计算方法［11］。但这些研究成果主要是针对无偏压情况下而得出的，实际工程中，偏压隧道是普遍存在的，特别是在洞口位置，由于荷载的不对称性，使得其对隧道结构体系(如裂缝的产生)、隧道外边仰坡(如洞顶边坡下滑)以及进出洞施工安全产生很大的负面影响，甚至工程事故。因此，开展偏压隧道应力场分布特征的研究具有重要的工程实际意义。为此，笔者基于前人的研究成果，针对地形偏压条件下地层初始应力场和隧道开挖后的二次应力场分布规律进行研究，从而为偏压隧道的合理设计、安全施工等提供借鉴。