摘要
円形水工トンネルのグラウト式予め応力裏込め構造の応力場計算および厚さ設計問題に対し、複素関数に基づくべき級数解析解法を提案した。本手法は周囲岩盤-裏込めの接触関係および応力境界条件を確立し、両者のポテンシャル関数を解くことで任意位置の応力を精密に計算する。計算モデルは地圧場、裏込め支持時期、内外の水圧、グラウト圧力および周囲岩盤-裏込めの形状と力学的パラメータが支持体系に与える影響を総合的に考慮可能である。裏込め厚さの最適設計を実現するために、裏込め厚さと内境界環状正応力の極値とのマッピング関係を構築し、運転および点検条件における構造安全性要求を満たす最適厚さを導出できる。式の導出および事例研究によれば、注入なしの場合、適時な支持は裏込めに予圧効果を生じさせ、その効果は地質条件、支持時期および支持系パラメータに依存し、点検条件の解析ではこの要因を無視できない。グラウト予圧の核心メカニズムは周囲岩盤の荷重分担率を高めることであり、岩盤質が良好なほどグラウト予圧の潜在力は大きい。引張応力を正、圧縮応力を負と定義した場合、裏込めの環状正応力最大値は最小地圧方向に位置し、運転条件下では裏込め厚さに単調増加せず、最小値は最大地圧方向に位置し、点検条件下では裏込め厚さに単調増加し、両者を総合して最適厚さを決定できる。
关键词
円形水工トンネル;予め応力裏込め;グラウト圧力;内外水圧;複素関数理論