管状填充性椭圆形溶洞的围岩应力弹性解析分析

摘要

为分析含管状填充性椭圆溶洞的围岩应力,将实际工况简化为计及椭圆孔洞内压(q)的双向受压无限平面应力问题;以平面弹性复变方法为基础,把z平面椭圆外域保角映射到ξ平面圆外域,利用留数定理推导简化力学模型的2个复势函数Ψ1(ξ)和Ψ1(ξ)的表达式,得到围岩任意一点应力分量(σp,σΨ,)的解析通式.随后,导出由孔洞内压产生的孔口附加应力场,讨论孔口应力随椭圆形状与围岩侧压系数λ的变化规律.研究结果表明:q产生的附加应力在孔口与x轴、y轴相交处分别有最大值、最小值;圆形孔洞无内压时,孔口应力的最大值随λ的增大而减小,最小值与λ无关.