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水平定向钻梨形孔洞孔周应力分析

水平定向钻，梨形孔洞，孔周应力

在水平定向钻穿越施工过程中，扩孔器会发生下沉，形成梨形孔洞，易发生回拖困难、孔洞坍塌等问题。孔壁稳定性与孔周应力密切相关，而目前水平定向钻孔孔周应力的解析解多以圆形孔洞为对象，不适用于实际工程中形成的梨形孔洞。为有效的控制实际工程的孔壁稳定问题，通过将水平定向钻孔形成的孔洞视为弹性无限大板中的单孔问题，建立考虑初始地应力和泥浆压力的梨形孔孔壁力学模型，利用椭圆近似代替原梨形求解映射函数，再通过复变函数解法推导出相应孔周应力公式，最后利用有限元法对具体工程中的梨形孔洞孔周应力进行计算和分析。结果显示，应力解析解和数值模拟解有较高的拟合性；利用椭圆近似代替原梨形引起的误差较小。上述研究为水平定向钻孔的孔壁稳定性分析提供了有益的参考。