ＤＯＩ：１０．１３７１９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６８２５．２０２３．０５．０３９考虑支护作用下的非圆形洞室应力流分布特征研究★收稿日期：２０２２－１１－２５★基金项目：河北省教育厅在读研究生创新能力培养资助项目（ＣＸＺＺＳＳ２０２２０６３）作者简介：郑英豪（１９９６－），男，在读硕士，从事岩土工程防灾减灾研究郑英豪，闫鑫，李冉，张帅（河北建筑工程学院土木工程学院，河北张家口０７５０００）摘要：利用ＭＡＴＬＡＢ数学软件编制了相应的计算程序，计算得到了含非圆形洞室围岩内部的各应力分量，并利用应力流原理对应力流分布特征进行了研究。结果表明：随着角度的增大，在拱顶处（９０°）径向应力流最大，而环向应力流最小。与之相反的是，拱肩处（０°）径向应力流最小，而环向应力流最大。当支护力Ｔ由０增大至０．５时，拱顶处峰值应力由未支护状态下的１．６７ＭＰａ减小到支护下的１．３４ＭＰａ，减幅为１９．８％。拱脚处峰值应力由未支护状态下的３．３４ＭＰａ减小到支护下的２．１７ＭＰａ，减幅为３５．０％。关键词：非圆形洞室；支护力；复变函数法；应力流分布特征中图分类号：ＴＵ４５７文献标识码：Ａ文章编号：１００９－６８２５（２０２３）０５－０１５２－０４地下深埋隧道的断面类型通常不再局限于圆形或矩形，取而代之的是马蹄形隧道，较传统圆形隧道而言，马蹄形隧道断面形式有着结构稳定、施工期对周边围岩扰动小，支护体系成熟等优点。然而隧道开挖产生的孔洞会对岩体的稳定性产生负面影响，进而可能诱发地下岩体结构的整体塌落。因此，对于了解非圆形含孔洞岩体的应力分布具有重要意义。对于均质、各向同性深埋岩体中的隧道围岩应力的求解可视为平面应变问题，基于弹性力学理论通过求解实变函数可得圆孔、椭圆等简单孔洞的应力分布显式解［１－２］，但当几何形状复杂时，复分析法具有了普适性的优势，因而被广泛运用于求解非圆形洞室应力解的问题［３］。Ｕｋａｄｇａｏｎｋｅｒ等利用复变函数载平面应变条件下研究了三角形和矩形孔洞外的应力解析解［４］。当洞室形状为复杂的非圆形孔洞时，对于映射函数的求解、应力边界条件式的确定将变得十分烦琐和复杂，这无疑大大增加了非圆形洞室围岩应力解析解求解的难度。而对于非圆形洞室映射函数的确定方法，国内外主要有Ｌａｕｒｅｎｔ级数法和Ｓｃｈｗａｒｚ交替法等［５］。皇甫鹏鹏等［６］将映射函数系数展开为Ｌａｕｒｅｎｔ级数的形...
