浅埋三孔隧道开挖的复变函数解

摘要

为了分析浅埋三孔隧道施工对地层的影响，利用复变函数理论和Schwarz交替法，求解半无限平面内三孔圆形隧道开挖的弹性解。建立三孔隧道开挖数值计算模型，将得到的数值解与复变函数理论解进行对比分析。针对三孔隧道两种常见的布置方式（平行布置、“品”字形布置）进行参数分析，得到不同的隧道间距和埋深条件下地层变形的分布规律。结果表明：基于应力边界条件的复变函数解与数值解的吻合度较高，两种解得到的地表沉降变形的分布规律基本保持一致；在平行布置的条件下，随着隧道间径比的增大，三孔隧道之间的施工扰动随之减弱，当隧道的间径比为2时，地层的沉降曲线在三孔隧道各自洞室的上方形成相对独立的峰值；在“品”字形布置的条件下，随着三孔隧道埋深的增加，地层的竖向位移随之减少，而地层竖向位移等值线的影响范围却随之扩大。

关键词

浅埋三孔隧道 / Schwarz交替法 / 复变函数 / 应力边界 / 数值模拟 / 地层变形