層狀地層中矩形隧洞圍巖應(yīng)力及位移

劉燈凱，饒軍應(yīng)，徐世軍，謝財進(jìn)，聶崇欣

(1.貴州大學(xué) 土木工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司，河北 唐山 063000)

0 引 言

在地下空間修建隧洞等結(jié)構(gòu)物時，往往會穿越層狀地層。針對層狀地層中隧洞圍巖應(yīng)力和位移等問題的研究方法主要有數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)控和理論分析等。李曉紅等[1]結(jié)合共和隧道現(xiàn)場監(jiān)測和數(shù)值模擬，探討了層狀巖體的破壞特征問題；采用理論分析和數(shù)值計算等方法，王雷等[2]研究了穿層巷道圍巖變形破壞機(jī)制和支護(hù)技術(shù)。

當(dāng)層法理論是將上層巖土體換算為與下層巖土體彈性模量相同的當(dāng)量巖土層的理論，是研究層狀地層應(yīng)力應(yīng)變問題較為有效的理論。戴俊等[3]以東勝煤田塔拉壕煤礦為依托，基于Покровский當(dāng)層法理論，通過定義2種應(yīng)力路徑，對比分析了復(fù)合地層分別在6°，12°，18°傾角下，直墻拱形和圓形斷面巷道圍巖壓力拱內(nèi)外邊界和拱體厚度變化情況；艾傳志等[4]通過引入等效模量當(dāng)層法，考慮隧道上覆不同材料時，推導(dǎo)出由開挖引起的淺埋圓形隧道地層位移、應(yīng)力及地表沉降的解析解。

復(fù)變函數(shù)解析方法由N.I.Mushhelishvili等[5]于1957年提出，為求解地下孔洞圍巖位移及應(yīng)力提供了一種新途徑；A.R.Kargar 等[6-8]應(yīng)用復(fù)變函數(shù)法中的柯西解法得到了非圓形隧道的應(yīng)力解析解；劉淑豪等[9]通過保角映射函數(shù)將隧洞外域變換為單位圓外域，利用Cauchy積分和留數(shù)定理求出2個應(yīng)力函數(shù)，從而得到圍巖的應(yīng)力與位移的平面應(yīng)變問題的解析解；祝江鴻[10]從 Harnack定理出發(fā)，推導(dǎo)出求解任意開挖斷面隧洞圍巖應(yīng)力的兩個解析函數(shù)通式；饒軍應(yīng)等[11-12]基于平面彈性復(fù)變函數(shù)理論，分別對橢圓形溶洞和雙橢圓硐室計及內(nèi)壓時圍巖應(yīng)力進(jìn)行了研究；施有志等[13]利用復(fù)變函數(shù)解法中的Cauchy積分法，求解了單心圓仰拱馬蹄形隧道在彈性半空間內(nèi)任意一點處的應(yīng)力值和位移值解析解表達(dá)式。

層狀地層因在相鄰兩巖土體間的位移、應(yīng)力條件和局部荷載條件等極其復(fù)雜，層狀地層中隧洞圍巖應(yīng)力及位移的求解至今仍是一個難題。本文以上下地層分界面正好通過矩形隧洞形心為例，通過運(yùn)用Покровский當(dāng)層法理論將層狀地層轉(zhuǎn)換成與下部地層彈性模量的當(dāng)量層，通過保角變換，將求解平面z上層狀地層中淺埋矩形隧洞的問題等效為求解復(fù)平面ζ上均質(zhì)地層位移及應(yīng)力分布問題。針對淺埋隧洞，通過結(jié)合Loganathan修正式，推導(dǎo)了層狀地層中淺埋矩形隧道圍巖位移、應(yīng)變和應(yīng)力分量表達(dá)式；針對深埋隧洞，通過求解解析函數(shù)Φ(ζ)和Ψ(ζ)，得出層狀地層中深埋隧洞圍巖應(yīng)力；最后，借助MATLAB輔助計算軟件，針對矩形隧洞，研究圍巖側(cè)壓力系數(shù)、矩形隧洞高寬比和邊界力對隧洞圍巖應(yīng)力的影響。

1 層狀地層模型及轉(zhuǎn)換

1.1 層狀地層模型簡化

層狀地層分層模型見圖1，考慮到上層(E1，μ1，φ1)和下層(E2，μ2，φ2)巖土材料具有不同的力學(xué)參數(shù)，層狀地層中隧道開挖引起的地層位移及應(yīng)力可根據(jù)Покровский當(dāng)層法計算。當(dāng)層厚度計算式為

圖1 層狀地層分層模型

(1)

式中：h′1為上地層等效厚度；h1為上層巖體的厚度；E1為上層巖體彈性模量；E2為下層巖體彈性模量。

假設(shè)地層中任意一點坐標(biāo)為(x，y)，y為距離隧道中心線水平坐標(biāo)，x為距隧道形心的垂直距離，由隧道形心向上為正，進(jìn)行當(dāng)層替換后對應(yīng)點坐標(biāo)為(x′，y′)，坐標(biāo)變換見式(2)，式(2)可將復(fù)合地層問題簡化成力學(xué)參數(shù)為(E2，μ2，φ2)的均質(zhì)地層問題。

(2)

1.2 均質(zhì)地層及映射函數(shù)

由Покровский當(dāng)層法理論可知，層狀地層中隧洞形狀不同，其轉(zhuǎn)換后隧洞形狀亦不一樣。在此將層狀地層中高寬比不同的3種矩形隧洞轉(zhuǎn)換為對應(yīng)均質(zhì)地層中隧洞，再通過映射函數(shù)即式(3)[14]將z平面上的矩形隧洞轉(zhuǎn)換為ζ平面上半徑r0=1的圓形隧洞，求出對應(yīng)隧洞的映射函數(shù)，見表1。

(3)

式中：R，C1，C3均為正實數(shù);R為隧洞大??；C1，C3為隧洞形狀。

表1 不同高寬比下矩形隧洞映射函數(shù)

2 層狀地層中淺埋隧洞圍巖應(yīng)力及位移

通過運(yùn)用Покровский當(dāng)層法理論，將層理地層中的矩形隧洞轉(zhuǎn)換成均質(zhì)地層中對應(yīng)的矩形隧洞，再通過復(fù)變函數(shù)中的保角變換將均質(zhì)地層中z平面上的矩形隧洞轉(zhuǎn)換成ζ平面上的圓形隧洞，將z平面保角映射為ζ平面上的圓環(huán)，通過求解解析函數(shù)Φ(ζ)和Ψ(ζ)以及考慮重力作用的勢函數(shù)V(ζ)，求出隧洞在重力作用下各應(yīng)力分量的表達(dá)式[15]：

(4)

式中：F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6均為關(guān)于ρ和θ的函數(shù)；R為與矩形大小有關(guān)的常數(shù)；h0為隧洞中心至地表的高度。由平面應(yīng)變問題的物理方程可知，當(dāng)應(yīng)力分量完全確定時，應(yīng)變分量即完全確定。因此將式(4)代入式(5)，即可求出層理地層中隧洞圍巖應(yīng)變分量。將求出的應(yīng)變分量帶入式(6)，可求出隧洞圍巖位移分量。具體求解過程不再贅述。

(5)

(6)

式中：εx，εz，γxz分別為地層應(yīng)變的3個分量；σx，σy，τxy分別為地層應(yīng)力的3個分量。

3 層狀地層深埋隧洞圍巖應(yīng)力解

為求解層狀地層中深埋隧洞圍巖應(yīng)力和位移，首先將層狀地層運(yùn)用Покровский當(dāng)層法轉(zhuǎn)換為均質(zhì)地層，其次根據(jù)彈性復(fù)變理論，運(yùn)用保角變換，將半無限平面z上任意形狀的隧洞圓外域轉(zhuǎn)換成ζ平面的單位圓外域，求解任意形狀隧洞圍巖應(yīng)力。

假定均質(zhì)地層隧洞無限長，故該問題可看作平面應(yīng)變問題，由彈性復(fù)變理論[16]可知，均質(zhì)地層中隧洞圍巖的應(yīng)力與位移分量可由復(fù)平面上2個解析函數(shù)Φ(ζ)和Ψ(ζ)確定，根據(jù)邊界條件，通過式(7)～(11)得到φ(ζ)和ψ(ζ)[16]。

Bω(ζ)+φ0(ζ)，

(7)

(B′+iC′)ω(ζ)+ψ0(ζ)，

(8)

(9)

(10)

(11)

B=(σ1+σ2)/4，

(12)

B′+iC′=-(σ1-σ2)e-2iβ/2，

(13)

式中：fx,fy分別為整個隧洞內(nèi)邊界上沿x,y方向上的面力；Fx,Fy分別為整個隧洞內(nèi)邊界上沿x,y方向上的面力之和；σ為ζ平面上單位圓的邊界值；常數(shù)B和B+iC由無窮遠(yuǎn)處的主應(yīng)力σ1和σ2確定；β為σ1與y軸的夾角。

彈性體在z平面上直角坐標(biāo)中的應(yīng)力分量σφ和σρ的關(guān)系以及x和y方向上的位移關(guān)系分別見式(14)～(18)。

σρ+σφ=4ReΦ(ζ)，

(14)

Ψ(ζ)]，

(15)

(16)

Φ(ζ)=φ′(z)=φ′(ζ)/ω′(ζ)，

(17)

Ψ(ζ)=ψ′(z)=ψ′(ζ)/ω′(ζ)。

(18)

考慮襯砌時層理地層中隧洞圍巖應(yīng)力與位移的計算過程為：運(yùn)用Покровский當(dāng)層法理論將層狀地層轉(zhuǎn)換成均質(zhì)地層，將層狀地層中的隧洞開挖輪廓線、襯砌輪廓線分別轉(zhuǎn)換為均質(zhì)地層中的隧洞開挖輪廓線、襯砌輪廓線，然后將均質(zhì)地層中隧洞的開挖輪廓線內(nèi)部、襯砌部映射到ζ平面的圓外域，采用文獻(xiàn)[6-8，17]提出的求解均質(zhì)地層中隧洞開挖輪廓線內(nèi)部、襯砌部中的應(yīng)力函數(shù)式，結(jié)合相應(yīng)的應(yīng)力連續(xù)邊界條件和位移連續(xù)邊界條件，即可求出考慮襯砌隧洞的圍巖應(yīng)力和位移[18]。

4 數(shù)值模擬對比分析

基于Midas GTS數(shù)值模擬軟件，通過將層狀地層中矩形隧洞圍巖應(yīng)力與對應(yīng)均質(zhì)地層中隧洞圍巖應(yīng)力進(jìn)行對比，論證將層狀地層等效為均質(zhì)地層的可行性。運(yùn)用Midas GTS軟件對層狀地層進(jìn)行數(shù)值模擬，矩形隧洞尺寸大小為8 m×6 m，取上部地層彈性模量E=8 000 MPa，下部地層E=10 000 MPa，隧洞所受豎向均布壓力σy和水平均布壓力σx分別為10.125，76.5 kN/m2，層狀地層中隧洞豎向和水平應(yīng)力數(shù)值模擬計算結(jié)果如圖(2)～(3)所示。根據(jù)Покровский當(dāng)層法理論對層狀地層進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得出對應(yīng)均質(zhì)地層矩形隧洞尺寸，為6.780 4 m×6 m，彈性模量E=10 000 MPa，均質(zhì)地層中隧洞豎向和水平應(yīng)力數(shù)值模擬結(jié)果見圖(4)～(5)。

圖2 層狀地層中隧洞豎向應(yīng)力圖

圖3 層狀地層中隧洞水平應(yīng)力圖

圖4 均質(zhì)地層中隧洞豎向應(yīng)力圖

數(shù)值模擬結(jié)果顯示，距離隧洞無窮遠(yuǎn)處的點不受應(yīng)力集中的影響，其豎向應(yīng)力及水平應(yīng)力與σy，σx基本一致，在矩形隧洞周邊的4個角點豎向應(yīng)力σy具有應(yīng)力集中現(xiàn)象，豎向應(yīng)力出現(xiàn)突變，從圖(2)～(4)可以看出，層狀地層中矩形隧洞各角點豎向應(yīng)力最大值與均質(zhì)地層中矩形隧洞各角點豎向應(yīng)力最大值分別為31.71，30.30 kN/m2，相似度為96%；從圖(3)～(5)可以看出，層狀地層中矩形隧洞x軸向隧洞周邊水平應(yīng)力值與均質(zhì)地層中矩形隧洞x軸向隧洞周邊水平應(yīng)力值分別為4.95，4.69 kN/m2，相似度為95%。由此可知，根據(jù)Покровский當(dāng)層法理論將層狀地層轉(zhuǎn)換成均質(zhì)地層進(jìn)行計算是可行的。

圖5 均質(zhì)地層中隧洞水平應(yīng)力圖

5 層狀地層深埋隧洞算例分析

假定隧洞為矩形且為毛洞，不考慮襯砌的支護(hù)作用，隧洞縱向長度遠(yuǎn)大于隧道的橫斷面尺寸，將該問題視為平面應(yīng)變問題進(jìn)行分析。矩形隧洞埋深h=100 m，寬b=6 m，高a=8 m，隧洞上部地層彈性模量E1=2 500 MPa，泊松比μ1=0.3，內(nèi)摩擦角φ1=39°；下部地層的彈性模量E2=10 000 MPa，泊松比μ2=0.25、內(nèi)摩擦角φ2=45°；地層物理力學(xué)參數(shù)詳見表2。以隧洞形心作為坐標(biāo)原點建立xoy直角坐標(biāo)系，依據(jù)Покровский當(dāng)層法理論，位于層狀地層中寬b=6 m、高a=8 m的隧洞(圖6)轉(zhuǎn)換為均質(zhì)地層中寬b=6 m、高a=4 m的隧洞洞型(圖7，式(19))。層狀地層轉(zhuǎn)換為均質(zhì)地層后隧洞埋深h′=50 m。

表2 地層物理力學(xué)參數(shù)

圖6 層狀地層中隧洞洞型圖

(19)

圖7 均質(zhì)地層中隧洞洞型圖

5.1 層狀地層中矩形隧洞φ(ζ)和Ψ(ζ)值

求出圖7中隧洞形心處豎向應(yīng)力σ11與側(cè)向應(yīng)力σ22，因隧洞埋深比隧洞跨徑大得多，可將其看作距隧洞無限遠(yuǎn)處半無限大體受到的豎向應(yīng)力σ1與側(cè)向應(yīng)力σ2。據(jù)式(20)～(21)[19]，求得σ1=σ11=67.5 kN/m2，σ2=σ22=10.125 kN/m2，將其代入式(12)～(13)，B=19.406 3 kN/m3，(B′+C′i)=-28.687 5 kN/m3。式中，s為圍巖級別，如屬Ⅲ級，則s=3；ω=1+i(B-5)為寬度影響系數(shù)；B為隧道寬度，m；i為以B=5為基準(zhǔn)，B每增減1 m時的圍巖壓力增減率，B<5 m時，i=0.2；B>5 m時，i=0.1；λ為側(cè)壓力系數(shù)，λ=0.15。

σ1=0.45×2s-1×ρgω，

(20)

σ2=λσ1。

(21)

φ(ζ)=Bω(ζ)+φ0(ζ)，

(22)

ψ(ζ)=(B′+iC′)ω(ζ)+ψ0(ζ)。

(23)

為求解式(22)～(23)，需先求解映射函數(shù)。由式(3)知，求解映射函數(shù)的問題最終將化為求解映射函數(shù)參數(shù)R，C1，C3的問題，其中R可由C1，C3表示，見式(24)，該問題變?yōu)榍蠼釩1，C3的問題。用復(fù)合最優(yōu)化方法[7]計算C1，C3，目標(biāo)函數(shù)見式(25)。采用MATLAB計算C1，C3，經(jīng)求解，C1，C3和R分別為0，-0.17，3.614 5，映射函數(shù)見式(26)。

R=r0(1+C1+C3)，

(24)

βi)+C3cos(αi-3βi)]}，

(25)

ω(ζ)=3.614 5(1/ζ-0.17ζ3)。

(26)

根據(jù)式(9)，得出φ0(ζ)表達(dá)式，見式(27)，繼而求出ψ0(ζ)，見式(28)。將式(27)～(28)分別帶入式(22)～(23)，得到φ(ζ)和ψ(ζ)，分別見式(29)～(30)，

φ0(ζ)=-88.624 8ζ+23.849ζ3，

(27)

ψ0(ζ)=-15.066 2ζ-1-70.144 1ζ+17.627 5ζ3+

(28)

ψ(ζ)=88.624 8ζ-1-140.288 1ζ+

(30)

5.2 層狀地層中矩形隧洞圍巖應(yīng)力分析

為求解層狀地層中隧洞圍巖應(yīng)力，將φ(ζ)和ψ(ζ)代入式(17)～(18)，求得Φ(ζ)和Ψ(ζ)，然后將Φ(ζ)和Ψ(ζ)代入式(14)～(15)，求出σρ和σφ的的關(guān)系，見式(31)～(33)，

σφ+σρ=4Re(19.406 3-

(31)

σφ-σρ+2iτφρ=

[ρ2(-5.7×105ζ10-5.639×108ζ8-1.375×

1010ζ6+1.689×1010ζ4+5.818×109ζ2+

4.436×109)-ρ8(1.675×105ζ6+7.743×

108ζ4+2.6×109ζ2-1.723×109)-

9.072×109ζ4+1.368×1010ζ6+4.076×

109ζ8+8.815×105ζ10+ρ4(1.41×105ζ8+

6.521×108ζ6+2.189×109ζ4-1.451×

109ζ2)]×[ρ2(2.864×107ζ12-2.412×107ζ10+

1.575×108ζ8-8.525×107ζ6+2.763×

108ζ4-7.423×107ζ2+1.546×108)]-1。 (32)

φ=0時，有ζ=ρ，代入式(31)～(32)，求得距離隧洞遠(yuǎn)近不同的各點理論應(yīng)力值σρ和σφ，切向和徑向應(yīng)力數(shù)值模擬結(jié)果見圖8～9。從圖8可以看出，切向應(yīng)力σφ理論計算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果非常吻合，隧洞圍巖的點從近到遠(yuǎn)，切向應(yīng)力σφ先增大后減小，并最終趨于一條緩和的直線，其值最終與施加的邊界水平應(yīng)力值相等；從圖9可以看出，徑向應(yīng)力σρ的理論計算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好，隧洞圍巖的點從近到遠(yuǎn)，徑向應(yīng)力σρ先增大后減小，并最終趨于一條緩和的直線，其值最終與施加的邊界豎向應(yīng)力值相等。

圖8 切向應(yīng)力對比圖

圖9 徑向應(yīng)力對比圖

6 影響因素分析

地下工程圍巖的受力極其復(fù)雜，影響隧洞圍巖應(yīng)力的因素也多種多樣。針對矩形隧洞，借助MATLAB軟件對式(14)～(15)進(jìn)行計算，研究圍巖側(cè)壓力系數(shù)、邊界力和隧洞高寬比等對矩形隧洞圍巖應(yīng)力的影響，為類似工程提供理論基礎(chǔ)。

6.1 側(cè)壓力系數(shù)對隧洞的影響

當(dāng)側(cè)壓力系數(shù)λ分別取0.15，0.30，0.5，1時，隧洞洞周(即映射圓ρ=1處)切向應(yīng)力值如圖10所示。從圖10可以看出，在矩形隧洞的4個角點切向應(yīng)力值明顯大于隧洞洞周其他位置處切向應(yīng)力，λ=0.3時，在矩形隧洞4個角點的切應(yīng)力低于λ分別為0.15,0.5,1時的切向應(yīng)力值。其切向應(yīng)力值從小到大分別為σφ(λ=0.3)<σφ(λ=0.15)<σφ(λ=0.5)<σφ(λ=1)。

圖10 不同側(cè)壓力系數(shù)下的隧洞洞周切向應(yīng)力值

從圖11可以看出，隧洞圍巖的點(φ=0)從近到遠(yuǎn)，其切向應(yīng)力先增大，然后趨于平緩，其值最終與模型邊界水平應(yīng)力值相等。側(cè)壓力系數(shù)越大，同一點的切向應(yīng)力越大；從圖12可以看出，隧洞圍巖的點(φ=0)從近到遠(yuǎn)，其徑向應(yīng)力先增大，然后趨于平緩，其值最終與模型邊界豎向應(yīng)力值相等。

圖11 不同側(cè)壓力系數(shù)隧洞圍巖切向應(yīng)力圖

圖12 不同側(cè)壓力系數(shù)隧洞圍巖徑向應(yīng)力圖

6.2 隧洞寬高比對隧洞的影響

矩形隧洞高寬尺寸見表1。從圖13可以看出，隨著隧洞高寬比減小，隧洞洞周4個角點處的切向應(yīng)力值越來越大；從圖14～15可知，隧洞圍巖的點(φ=0)從近到遠(yuǎn)，其切向應(yīng)力及徑向應(yīng)力均呈先增大后減小趨勢，最終趨于平緩，其終值與模型邊界水平應(yīng)力值相等。

圖13 不同隧道高寬比下的隧洞洞周切向應(yīng)力值

圖14 不同高寬比隧洞圍巖切向應(yīng)力圖

圖15 不同側(cè)高寬比隧洞圍巖徑向應(yīng)力圖

6.3 邊界力對隧洞的影響

取圍巖密度ρ=2 206 kg/m3，層狀地層中隧洞高a=8 m，寬b=6 m，圍巖側(cè)壓力系數(shù)λ=0.15，巷道無窮遠(yuǎn)處所受豎向應(yīng)力σ1和水平應(yīng)力σ2見表3。從圖16可知，在矩形隧洞的4個角點切向應(yīng)力值明顯大于隧洞洞周其他位置處切向應(yīng)力值，隧道圍巖邊界豎向應(yīng)力越大，其切向應(yīng)力值越大；從圖17～18可以看出，隧洞圍巖的點(φ=0)從近到遠(yuǎn)，其切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力亦均先增后減，并最終趨于平緩，其終值也與模型邊界水平應(yīng)力值相等。

表3 物理力學(xué)參數(shù)

圖16 不同圍巖等級下的隧洞洞周切向應(yīng)力值

從圖16可知，在矩形隧洞的4個角點切向應(yīng)力值明顯大于隧洞洞周其他位置處切向應(yīng)力值，隧道圍巖等級越高，其切向應(yīng)力值越大。

圖17 不同圍巖等級隧洞圍巖切向應(yīng)力圖

圖18 不同圍巖等級隧洞圍巖徑向應(yīng)力圖

7 結(jié) 論

(1)基于Покровский當(dāng)層法理論，將層狀地層中隧洞轉(zhuǎn)化為均質(zhì)地層中隧洞，通過保角變換將求解平面z上層狀地層中淺埋矩形隧洞的問題等效為求解復(fù)平面ζ上均質(zhì)地層位移及應(yīng)力分布問題，結(jié)合Loganathan修正式，推導(dǎo)了層狀地層中淺埋矩形隧道圍巖位移、應(yīng)變和應(yīng)力分量表達(dá)式。

(2)通過運(yùn)用Midas GTS數(shù)值模擬軟件對層狀地層中矩形隧洞與對應(yīng)均質(zhì)地層中隧洞進(jìn)行建模、圍巖應(yīng)力對比分析可知：運(yùn)用Покровский當(dāng)層法理論將層狀地層轉(zhuǎn)換成均質(zhì)地層進(jìn)行計算是可行的。

(3)從Покровский當(dāng)層法理論出發(fā)，將層狀地層中深埋隧洞轉(zhuǎn)化為均質(zhì)地層中深埋隧洞，在此基礎(chǔ)上利用保角映射工具，將坐標(biāo)平面z的均質(zhì)地層中矩形隧洞映射為復(fù)平面ζ的單位圓，通過求解解析函數(shù)Φ(ζ)和Ψ(ζ)，得出層狀地層中深埋隧洞圍巖應(yīng)力。

(4)研究了側(cè)壓力系數(shù)λ分別為0.15，0.30，0.5，1時對深埋矩形隧洞的影響。λ=0.3時，在矩形隧洞4個角點的切應(yīng)力低于λ為0.15，0.5，1時的切向應(yīng)力值。

(5)研究了3種高寬比對隧洞圍巖應(yīng)力的影響：隨隧洞高寬比的減小，隧洞洞周4個角點處的切向應(yīng)力值越來越大。

(6)研究了邊界力對深埋矩形隧洞的影響。在選取的3種不同豎向應(yīng)力中，邊界上豎向應(yīng)力越大，隧洞洞周4個角點處切向應(yīng)力值越大。