Page 169 - 《水资源与水工程学报》2023年第3期

!３４ " ! ３ # & ' ( ) & * + , - Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．３
２０２３ $ ６ % ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ＆ＷａｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｕｎ．，２０２３

ＤＯＩ：１０．１１７０５／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－６４３Ｘ．２０２３．０３．２１

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（１． bOrZ.8 XYZ[8\， , bO ４１０１１４；２． z,C¶.8 øÛZ[Eë|#$nop， Þä ¾ ６１００３１）
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ABCDE：Ｕ４５６．３ １ FGHIJ：Ａ FKLE：１６７２６４３Ｘ（２０２３）０３０１６５０９
Ｇｒｏｕｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎ
ｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒａｔｕｍ

１
１
１
２
ＹＡＮＧＨａｉｔａｏ，ＹＡＮＬｉ，ＹＡＮＺｈｉｗｅｉ，ＷＵＨａｏ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆＴｕｎｎｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｅｔｗｅｅｎｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌｍａｓｓ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉ
ｃａｌａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｉｎｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒａｔｕｍｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍ
ｐｌｅｘｖａｒｉａｂｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｍｅｄｉｕｍ ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ
ａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｎａｌｙｔｉ
ｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｓ ，ａｎｄｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ
ｔｒｏｕｇｈｗｉｄｔｈｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔ
ｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄｓａｃｔｉｎｇｏｎｒｏｃｋ－
ｓｏｉｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ ，ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｂｕｒｉｅｄｄｅｐｔｈｔｏｒａｄｉｕｓｏｆｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌａｎｄＰｏｉｓｓｏｎ’ｓｒａｔｉｏｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｏｎｓｕｒ
ｆａｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｅｓｓａｒｏｕｎｄｔｕｎｎｅｌａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅ
ｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄｏｆｔｈｅｒｏｃｋ－ｓｏｉｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ ，ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｔｕｎｎｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｎｅａｒｔｈｅａｒｃｈｗａｉｓｔ ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ
ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｖａｕｌｔｃｈａｎｇｅｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｌｏｗｌｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｄｅｐｔｈ－ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｈ／ｒ，
ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｗｈｅｎｈ／ｒ ≥３，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｄｅｐｔｈ－ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｈａｓａｒｅｌ
ａｔｉｖｅｌｙｓｍａｌｌｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｔｒｅｓｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｃａｖｅ．ＴｈｅｇｒｅａｔｅｒｔｈｅＰｏｉｓｓｏｎ’ｓｒａｔｉｏｏｆｔｈｅ
ｒｏｃｋｍａｓｓ ，ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ａｒｏｕｎｄｔｈｅｃａｖｅ，ａｎｄｖｉｃｅｖｅｒｓａ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌａｎｄｒｏｃｋｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒａｔｕｍ；ｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌ；ｓｏｉｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｔｒｅｓｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｃａｖｅ；
ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｍｐｌｅｘｖａｒｉａｂｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｍｅｄｉｕｍｔｈｅｏｒｙ

!"#$：２０２２０７０４； %&#$：２０２２０９２８
'()*： !"67289:5;（５１４０８０６７）； ,-Eën‹âsç5;（１８Ｂ１３６）
+,-.： Ãt[（１９９５—）， ?， ,DÝB， CD%SG， JKLMøÛWˆXZ[z%SZs。
{|+,： å ¥（１９７９—）， î， ,açB， CD， kEF， ?DGHI， JKLMøÛWˆXZ[´²zE8W%SZs。