全水压作用下非圆形斜井内壁弹性分析

建立了受全水压作用直墙半圆拱斜井井壁模型,首先利用混合罚函数方法计算出不规则井壁的映射函数方程;其次利用复变函数理论,推导出井壁弹性近似解析解,并分析了无量纲化水压、井壁设计参数等因素对井壁应力和位移分布的影响;最后结合全组合方案设计给出了井壁底板曲率半径与侧墙高度比值合理取值范围.分析表明:映射函数式中ξ~(-n)系数n=4时可获得精度较高的映射效果;水压、井壁厚度、侧墙高度和底板曲率半径均对井壁受力有显著影响;侧墙高度h_00.8时,拱顶开始向井外变形;底板曲率半径r_(d0)1.4后,底板全部转为受压状态;在现有井壁形状条件下,当r_(d0)/h_0=2.3~2.5且h_00.8时,井壁侧墙高度和底板曲率半径设计最优.