岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 141-158.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0203CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0203
张治国1, 2, 3,李乃义1,牛瑞2, 3,王安源2, 3,朱正国4
ZHANG Zhi-guo1, 2, 3, LI Nai-yi1, NIU Rui2, 3, WANG An-yuan2, 3, ZHU Zheng-guo4
摘要: 目前针对双连拱隧道施工影响的理论分析中较少考虑中导洞带来的施工效应,而含中导洞的双连拱隧道是较为常见的一种设计类型。实际施工中,中导洞先行施工,存在中导洞与左洞1、右洞2共用衬砌边界以及中隔墙的回筑工序。基于复变函数理论解和Schwarz交替法,提出了考虑中导洞施工效应的双连拱隧道衬砌与围岩应力和变形的计算方法。针对中导洞与左右相邻洞室具有共用衬砌边界的特点,利用柯西积分法进行求解时,将各洞衬砌与围岩接触的边界积分条件转化为仅存在单洞时的完整边界积分与共用边界积分之差,与采用Schwarz 交替法求解三洞相互作用过程中某一洞室开挖对邻洞产生“附加面力”的过程一致。基于苏州七子山连拱隧道工程,将解析结果与监测数据、数值模拟结果进行对比,证明了复变函数方法的可行性。此外,针对围岩泊松比、围岩弹性模量、中导洞高宽比、连拱整体对称性为关键因素,对围岩位移和衬砌临空面位移开展敏感性分析。结果表明:围岩弹性模量变化对洞1及洞2衬砌位移影响趋势一致。在相同角度下,围岩弹性模量越大,衬砌总位移越小,洞1、洞2衬砌位移均呈现“W”型,位移递增趋势拐点均位于左右拱脚处;中导洞高宽比越大,中导洞截面越趋向“高窄”型,中导洞围岩与衬砌最大主应力均出现增大趋势;当中导洞尺寸不变时,将另一洞室截面尺寸增大及减小,变为对称施工条件时,原洞室衬砌位移也出现增大及减小趋势,且共用衬砌区域增大趋势更明显。
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