地铁明挖和暗挖隧道施工过程仿真分析

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1、隧道工程钢拱架加工网www.gj007.com四川工程焊工队伍QQ851596387第1章大型有限元软件ANSYS简介　　　　　　　　　268.1普通暗挖法施工三维数值模拟分析8.1.1有限元模型建立1．启动程序/TITLE，Mechanicalanalysisonsectionalmetrotunnelbasedonminemethod!确定分析标题/NOPR!菜单过滤设置/PMETH，OFF，0KEYW，PR_SET，1KEYW，PR_STRUC，1!保留结构分析部分菜单2．单元参数和几何参数定义（1）定义相关几

2、何参数。fini/cle*set,x1,-12!以下为面2的几何参数，该面为矩形，最左下角顶点!坐标为x1和y1，矩形的宽度为w1、高为h1。*set,y1,-12!所有长度单位为m*set,w1,28.9*set,h1,30.15*set,x2,-25!面3的几何参数*set,y2,-12*set,w2,13*set,h2,30.15*set,x3,16.9!面4的几何参数*set,y3,-12*set,w3,13*set,h3,30.15*set,x4,-25!面5的几何参数*set,y4,-30*set,w4,

3、54.9*set,h4,18*set,th,0.4!支护结构的厚度*set,length_z,50!隧道纵向的长度，这里为了简化计算，只是说明应用情况，!取纵向长度为50m，每天开挖5米，10天施工完成。（3）定义单元类型、实常数、材料属性。/prep7et,1,mesh200,2!3-D线单元2节点et,2,mesh200,6!3-D面单元4节点et,3,SHELL63!用于模拟支护结构的壳单元隧道工程钢拱架加工网www.gj007.com四川工程焊工队伍QQ851596387第1章大型有限元软件ANSYS简介　　

4、　　　　　　　26et,4,SOLID45!用于模拟围岩的三维实体单元r,1,th!壳单元的厚度，单位mp,ex,1,3.0e10!支护结构材料属性，弹性模型，单位Pamp,prxy,1,0.2mp,dens,1,2700mp,ex,2,2.5e8!围岩材料属性mp,prxy,2,0.32!泊松比，无单位mp,dens,2,2200mp,ex,3,2.5e8!开挖部分土体的材料属性与围岩材料一样mp,prxy,3,0.32mp,dens,3,2200!材料密度，单位kg/m3save!保存数据库1．建立几何模型（1）

5、创建隧道支护结构上的关键点。k,,0,0!关键点的序号暗默认值从小到大递增，坐标为0和0k,,0,3.85k,,0.88,5.5k,,2.45,6.15k,,4.02,5.5k,,4.9,3.85k,,4.9,0!创建的关键点如图8-7所示。Save!保存数据库（2）创建隧道支护结构线和被挖去部分土体面。larc,1,2,6,8.13!由两个端点（K1和K2），曲率中心上的任意一点（K6）以及!半径8.13m生成一条弧线larc,2,3,6,3.21larc,3,4,6,2.22larc,4,5,2,2.22larc

6、,5,6,2,3.21larc,6,7,2,8.13larc,7,1,4,6a,1,2,3,4,5,6,7!由7条圆弧线生成被挖去部分土体面，如图8-8和图8-9所示。Save!保存数据库（3）创建围岩面。Blc4,x1,y1,w1,h1!创建面2Blc4,x2,y2,w2,h2!创建面3Blc4,x3,y3,w3,h3!创建面4Blc4,x4,y4,w4,h4!创建面5/pnum,area,1!显示面编号Aplot!显示面Save!保存数据库，所有的面如图8-10所示。（4）对面进行布尔操作。隧道工程钢拱架加工网w

7、ww.gj007.com四川工程焊工队伍QQ851596387第1章大型有限元软件ANSYS简介　　　　　　　　　26aovl,1,2,3,4,5!对5个面进行重叠操作nummrg,all,,,,low!合并重复各元素并保留低编号号码numcmp,all!压缩各元素编号号码Save!保存数据库，经过布尔运算后的面如图8-11所示。（5）进一步划分面5，即支护结构上的关键点1，2，6，7与面5的四个角点连成线，然后再用这些4条线将面5分割为4个面，以便可以用映射进行面的网格划分。l,1,8!通过两个关键点创建从四个角点

8、上连接出四条直线l,7,9l,6,10l,2,11lsel,s,line,,21,22,1!选择线21到22lsel,a,line,,7!再选择线7asbl,5,all!进行布尔操作，用所选择的7,21,22三条线分割面5lsel,s,line,,21,24,3lsel,a,line,,1asbl,7,all!用7,21,24三条线分割面lse