矩形巷道围岩应力的分布规律与实例分析

针对大断面矩形巷道围岩应力这一问题，将矩形巷道应力问题简化为无限大弹性平面内的矩形孔问题。对应力在复平面内的一般表达式与边界条件进行保角变换，得到复平面上矩形孔应力分量表达式，通过推导得出了矩形巷道在极坐标系下单位圆的映射函数，进而得出矩形巷道围岩应力的弹性解。通过依照目标巷道的地质环境对解析式不同参数赋值，利用MATHCAD与ORIGN得出了保角变换后巷道的等效轮廓线以及在极坐标下不同宽高比与侧压系数下的径向应力分布规律。通过极坐标系向直角坐标系的转化公式描绘出了在巷道不同位置应力变化趋势。结果表明巷道宽高比宽高比越大，帮部应力越小，顶板应力越大。侧压系数越大，顶板应力峰值越大。