隧道明洞允许回填高度ansys数值模拟分析报告实例

《隧道明洞允许回填高度ansys数值模拟分析报告实例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案明洞堆载数值模拟报告1数值建模采用ANSYS软件对明洞的回填过程进行数值模拟，以平面应变法进行计算，采用PLANE42实体单元模拟明洞、周围土体及片石混凝土，采用LINK1杆单元模拟钢筋。由于其为明挖结构，因此不考虑周围土体的拱效应。明洞左右各取3倍的跨径作为计算范围，明洞底部取单倍洞高作为计算范围，顶部土体取为4m。对于6m、8m、10m、12m的回填土，以在隧道顶部施加均布荷载的方式进行模拟，压载土的容重为1950kg/m3。设置其为拉普拉森算法。设计参数：钢筋直径取为Φ25，明洞为C30混凝土，锁

2、定回填为C15片石混凝土。堆载14m时，下部4m采用回填土，土的容重取为1950kg/m3，上部10m采用炉渣填筑，炉渣的容重取为1300kg/m3，较常规的800kg/m3，1.625的安全系数。表1数值模型参数表材料参数类别弹模E（MPa）泊松比μ容重（kN/m³）明洞衬砌3.60×1040.2025.00片石混凝土3.00×1040.2022.00土体2000.331950Φ25钢筋2.0×1050.278.00精彩文档实用标准文案图2.1明洞与周围土体单元网格图2.2模型加载土精彩文档实用标准文案图2.1明

3、洞衬砌与配筋图图2.2明洞结构配筋图精彩文档实用标准文案图2.1明洞结构与片石混凝土网格图根据《公路隧道设计规范》，C30混凝土的极限弯曲抗压强度为RW=28.1MPa，极限抗拉强度为Rl=2.2MPa。2计算结果2.1回填土高8m图2.1填土高度为8m时的衬砌第一主应力分析明洞结构在回填土高为10m时的第一主应力可见，主拉应力主要产生在拱脚底部、拱顶内侧与仰拱位置，拱角位置的主拉应力最大，量值为1.25MPa，小于C30混凝土的抗拉极限，即2.2精彩文档实用标准文案MPa。若进一步增加填土，则该位置混凝土有可能产

4、生拉裂。图2.1填土高度为8m时的衬砌第三主应力分析明洞结构在回填土高为8m时的第三主应力可见，主压应力主要产生在拱脚内侧，拱角位置的主压应力最大，量值为3.96MPa，远小于C30混凝土的弯曲抗压极限，即28.1MPa。明洞结构不会因上部堆载而产生混凝土压裂。2.2回填土高10m图2.2填土高度为10m时的衬砌第一主应力精彩文档实用标准文案分析明洞结构在回填土高为10m时的第一主应力可见，主拉应力主要产生在拱脚底部、拱顶内侧与仰拱位置，拱角位置的主拉应力最大，量值为1.38MPa，小于C30混凝土的抗拉极限，即2

5、.2MPa。图2.1填土高度为10m时的衬砌第三主应力分析明洞结构在回填土高为10m时的第三主应力可见，主压应力主要产生在拱脚内侧，拱角位置的主压应力最大，量值为4.4MPa，远小于C30混凝土的弯曲抗压极限，即28.1MPa。2.3回填土高12m图2.2填土高度为12m时的衬砌第一主应力精彩文档实用标准文案分析明洞结构在回填土高为12m时的第一主应力可见，主拉应力同样主要产生在拱脚底部、拱顶内侧与仰拱位置，拱角位置的主拉应力最大，量值为1.56MPa，小于C30混凝土的抗拉极限，即2.2MPa。图2.1填土高度为

6、12m时的衬砌第三主应力分析明洞结构在回填土高为12m时的第三主应力可见，主压应力主要产生在拱脚内侧，拱角位置的主压应力最大，量值为4.92MPa，远小于C30混凝土的弯曲抗压极限，即28.1MPa。明洞结构不会因上部堆载而产生混凝土压裂。2.4回填土高14m（4m土+10m炉渣）填土14m时的方案为下部4m为堆载土，土体的容重为1950kg/m3，上部10m采用炉渣填筑，炉渣容重取为1300kg/m3，较常规的800kg/m3存在1.625的安全系数。精彩文档实用标准文案图2.1填土高度为12m时的衬砌第一主应力

7、分析明洞结构在回填土高为14m时的第一主应力可见，主拉应力同样主要产生在拱脚底部、拱顶内侧与仰拱位置，拱角位置的主拉应力最大，量值为1.44MPa，小于C30混凝土的抗拉极限2.2MPa。结构安全，且尚存在1.53的安全系数。图2.2填土高度为12m时的衬砌第三主应力分析明洞结构在回填土高为14m时的第三主应力可见，主压应力主要产生在拱脚内侧，拱角位置的主压应力最大，量值为4.43MPa，远小于C30混凝土的弯曲抗压极限，即28.1MPa。明洞结构不会因上部堆载而产生混凝土压裂。精彩文档实用标准文案3总结1在回填土

8、的堆载作用下，明洞衬砌结构的主压应力主要位于拱脚内侧位置，在计算堆载范围内（6~12m）其量值远小于C30混凝土的抗压极限，混凝土不会产生压裂。2在回填土的堆载作用下，明洞衬砌结构的主拉应力主要位于拱角底部、拱顶内侧和仰拱位置，拱角位置的拉应力最大，随着堆载土高的增大而增大，当堆载土高为10m时，其拉应力为1.38MPa，小于C30混凝土的抗拉极限。当堆载土