二襯在GTS中的模擬

1、北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬1 二襯在 gts中的模擬在 gts 模擬隧道開挖的時(shí)候，大多數(shù)用戶希望能夠?qū)⒍r的作用模擬進(jìn)去，下面將分別將幾種方法說(shuō)明如下（由于本資料是對(duì)實(shí)現(xiàn)二襯的方法，所以以二維模型為主，采用一個(gè)開挖步驟：1、 把二襯作為 初支厚度的增加部分（見模型“第一種方法”）在這種方法中， 模擬二襯是通過(guò)模型 /邊界 /修改單元屬性，把初支單元的屬性修改為初支+二襯（材料不發(fā)生變化，只是特性的厚度由初支的厚度變化為初支+二襯的總厚度） 的材料屬性；然后施工階段施做支護(hù)階段，把該邊界條件激活。這種方法的思路在于： 把二襯作為初支的厚度增加，來(lái)考慮二襯添加后支護(hù)增強(qiáng)的效應(yīng)。

2、圖 1 修改單元屬性。北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬2 這種方法的優(yōu)勢(shì)在于：建模簡(jiǎn)單， 在考慮初支的模型基礎(chǔ)上只需要添加加厚度的“修改單元屬性”命令，就可以近似的考慮二襯的支護(hù)作用。缺點(diǎn)在于： 不能將初支和二襯的內(nèi)力分別顯示，只能把兩者對(duì)圍巖總的支護(hù)效應(yīng)體現(xiàn)出來(lái)；不能夠考慮初支和二襯之間的相互滑移。2、 初支和二襯都使用梁?jiǎn)卧ⅰ＃ㄒ娔Ｐ汀暗诙N方法”）這種方法中， 在第一次析取線單元生成初支的基礎(chǔ)上，再次析取線單元生成二襯。在這種模擬方法的思路在于：初支和二襯在同一位置的梁?jiǎn)卧?，單元完全重合?二襯作為二次支撐結(jié)構(gòu)來(lái)受力。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于：建模相對(duì)簡(jiǎn)單， 計(jì)算結(jié)果中可以對(duì)初

3、支和二襯的結(jié)果進(jìn)行分別顯示；可以顯示初支和二襯的內(nèi)力圖。缺點(diǎn)在于：不能夠考慮初支和二襯之間的相互滑移。3、 初支使用梁?jiǎn)卧?，二襯采用平面應(yīng)變單元。（見模型“第三種方法”）這種方法中， 初支采用梁?jiǎn)卧r采用平面應(yīng)變單元模擬。這樣二襯的位置在開挖之前屬于巖土材料，因此需要考慮這部分網(wǎng)格重新激活問(wèn)題。有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)：第一種，使用 模型 /邊界 /修改單元屬性，把巖土材料修改成二襯的混凝土材料，當(dāng)成一種邊界條件，在二襯施加的階段把這部分網(wǎng)格重新激活，然后把定義的邊界條件激活；第二種， 在二襯的位置劃分兩次網(wǎng)格，分別賦予巖土和混凝土材料參數(shù)，在相應(yīng)的階段將這兩種網(wǎng)格激活或鈍化。初支梁?jiǎn)卧诵耐疗?/p>

4、面應(yīng)變單元二襯平面應(yīng)變單元初支梁?jiǎn)卧诵耐疗矫鎽?yīng)變單元二襯梁?jiǎn)卧本┻~達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬3 其中推薦用第二種方式，因?yàn)榈谝环N方式不能使用荷載釋放來(lái)模擬二襯和初支分別承擔(dān)的力的情況。這種方式的優(yōu)勢(shì)：能夠模擬變截面二襯或者二襯厚度較大的模型，常用于地鐵和連拱隧道。缺點(diǎn)：建模比較復(fù)雜； 二襯的內(nèi)力不能夠顯示；不能夠考慮初支和二襯之間的相互滑移。4、 考慮初支和二襯之間的相互滑動(dòng)。（見模型“第四種方法”）這種方法中，初支和二襯的設(shè)置同3。關(guān)鍵點(diǎn)是：初支和二襯之間的相互連接方式采用接觸單元的形式進(jìn)行模擬。模型“第四種方法” 中需要注意的地方是：由于初支和圍巖的采用完全耦合連接， 因此

5、在設(shè)置接觸單元的時(shí)候是在初支圍巖和二襯之間建立接觸。這樣在初始狀態(tài)下， 圍巖部分和二襯部分的節(jié)點(diǎn)是斷開的，因此需要建立剛性連接單元。在計(jì)算初始應(yīng)力場(chǎng)時(shí)，將剛性連接單元激活。北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬4 附錄 各種方式計(jì)算結(jié)果對(duì)比現(xiàn)將各個(gè)模型計(jì)算的結(jié)果對(duì)比如下（二襯支護(hù)階段）：x 方向位移 dx 云圖第一種方法第二種方法北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬5 第三種方法第四種方法z方向位移dz 云圖第一種方法北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬6 第二種方法第三種方法第四種方法初支軸力fx云圖北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬7 第一種方法第二種方法（左側(cè)初支，右側(cè)二襯）第三種方法北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬8 第四種方法初支彎矩mz 云圖第一種方法第二種方法（左側(cè)初支，右側(cè)二襯）北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬9 第三種方法第四種方法塑性區(qū)第一種方法北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司二襯在 gts中的模擬10 第二種方法第三種方法第四種方法通過(guò)對(duì)圍巖位移以及支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行對(duì)比可