隧道工程報告

1、隧道工程程課程設(shè)設(shè)計工程概況況末地區(qū)一一暗挖雙雙線馬蹄蹄形隧道道，埋深深h=660m，圍巖等等級為vv級，地地層平均均容重116.00 kNN/m33。寬度BB=133.088m，隧隧道采用用復合式式襯砌形形式，襯襯砌厚度度為0.55m，配筋采采用222000mm，鋼材采采用HRRB3335，鋼鋼筋保護護層厚度度50mmm。計算襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)的計算算模型隧道工程程建筑物物是埋置置于地層層中的結(jié)結(jié)構(gòu)物，它的受受力和變變形與圍圍巖密切切相關(guān)，支護結(jié)結(jié)構(gòu)與圍圍巖作為為一個統(tǒng)統(tǒng)一的受受力體系系相互約約束，共共同工作作。這種種共同作作用正是是地下結(jié)結(jié)構(gòu)與地地面結(jié)構(gòu)構(gòu)的主要要區(qū)別。根據(jù)本本工程淺淺埋及松松散地

2、層層的特點點，使用用階段結(jié)結(jié)構(gòu)安全全性檢算算采用“荷載結(jié)構(gòu)”模式，即將支支護和圍圍巖分開開考慮，支護結(jié)結(jié)構(gòu)是承承載主體體，圍巖巖作為荷荷載的來來源和支支護結(jié)構(gòu)構(gòu)的彈性性支承。支護結(jié)結(jié)構(gòu)與圍圍巖的相相互作用用是通過過彈性支支承對支支護結(jié)構(gòu)構(gòu)施加約約束來實實現(xiàn)的。圖1 計算模型計算模型型中，二二襯結(jié)構(gòu)構(gòu)采用彈彈性平面面梁單元元模擬，彈性抗抗力以及及隧底地地基均采采用彈簧簧單元模模擬。組組合荷載載根據(jù)不不同作用用方向分分別轉(zhuǎn)換換成等效效節(jié)點力力施加在在相應的的單元結(jié)結(jié)點上。具體計計算模型型見圖11。2、荷載載計算圍巖壓力力計算參參照課本本中有關(guān)關(guān)我國鐵鐵路隧道道推薦的的方法進進行確定定（雙線線隧道）

3、或參照照鐵路路隧道設(shè)設(shè)計規(guī)范范，深深淺埋分分別計算算。按破壞階階段設(shè)計計計算垂垂直壓力力公式：q=r x hhq = 0.445 xx 2(s-1) x rr x w式中： hq等效效荷載高高度值S圍圍巖級別別r圍圍巖的容容重w寬寬度影響響系數(shù)，其值為為w=11+i（B-55）計算得， q=0.445x22(55-1)x1660000 x1.805=22.08228166e5N/mm水平均布布松動壓壓力系數(shù)數(shù)取0.4，則ee=0.4q=00.833312264ee5N/mANSYYS操作作命令流流!荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)方法計計算(馬馬蹄形斷斷面）finiish !退退出當前前處理程程序 /cleear

4、!清清除以前前數(shù)據(jù),重新開開始一個個新的分分析/COMM,Sttruccturral !定定義分析析類型,結(jié)構(gòu)分分析(熱熱分析、流體分分析等) /preep7 !進進入前處處理器*AFUUN,ddeg !定定義角度度單位為為度（缺缺省為弧弧度，RRAD）! 定義義建模及及材料參參數(shù)的一一些變量量值*sett,Pyy,2.08228166e5 !定義義垂直圍圍巖壓力力大?。ㄈ粲械氐乇砗奢d載加地表表荷載值值）*sett,pxx1,00.833312264ee5*sett,pxx2,00.833312264ee5*sett,cyylxssh,00.4 !定定義側(cè)壓壓力系數(shù)數(shù)*sett,cyyl,PP

5、y*ccylxxsh !水水平側(cè)壓壓力*sett,CQQHD,0.555 !定定義初支支或二襯襯厚度*sett,CQQDYCCD,00.1005 !定定義梁單單元長度度參數(shù)及及彈簧單單元面積積（梁單單元長度度與彈簧簧單元面面積相等等）*sett,CQQETXXML,31ee9 !定定義襯砌砌（初支支或二襯襯）的彈彈性模量量*sett,CQQUBSSB,00.2 !定定義襯砌砌的泊松松比*sett,WYYTXKKL,1100ee6 !定定義圍巖巖的彈性性抗力系系數(shù)*sett,WYYMD,16000 !定定義圍巖巖的密度度*sett,CQQMD,25000 !定定義襯砌砌的密度度!定義單單元類型型

6、及材料料屬性及及單元實實常數(shù)et,11,beeam33 !定定義1號號單元為為梁單元元mp,eex,11,CQQETXXML !定定義1號號材料的的彈性模模量 mp,pprxyy,1,CQUUBSBB !定定義1號號材料的的泊松比比mp,ddenss,1,CQMMD !定定義1號號材料的的密度R,1,CQHHD,11/122*CQQHD*CQHHD*CCQHDD,CQQHD !1-實實常數(shù)號號；第一一個參數(shù)數(shù)為梁截截面的面面積；第第二個參參數(shù)為梁梁單元的的轉(zhuǎn)動慣慣量；第第三個參參數(shù)為梁梁高。!建立幾幾何模型型!創(chuàng)建關(guān)關(guān)鍵點k,1,0,-4.7720225, !kk-點命命令；11-點號號；坐標

7、標（x,y,zz)k,2,2.3377885,-4.5524997,k,3,4.6691999,-3.9944337,k,4,5.7784002,-3.2263445,k,5,6.4460770,-2.1168777,k,6,6.7725884,-1.0098776,k,7,6.8815,0,k,8,4.8818993,44.8118933,k,9,0,66.8115,k,100,-44.8118933,4.818893,k,111,-66.8115,00,k,122,-66.7225844,-11.0998766,k,133,-66.4660700,-22.1668777,k,144,-55

8、.7884022,-33.2663455,k,155,-44.6991999,-33.9444377,k,166,-22.3777855,-44.5224977,!二襯軸軸線larcc,1,3,22 !三點點畫圓弧弧：起點點-終點點中間間點 最最好全按按逆時針針畫，彎彎矩及軸軸力的方方向一致致larcc,3,5,44larcc,5,7,66larcc,7,9,88larcc,9,11,10larcc,111,133,122larcc,133,155,144larcc,155,1,16!設(shè)置線線單元材材料屬性性，劃分分單元(初支單單元)lsell,s,11,8 !LLSELL,Tyype,Ite

9、em,CCompp,VMMIN, VMMAX,VINNClATTT,1,1,11 !給給線單元元付材料料號、實實常數(shù)、單元類類型號 LATTT, MATT, RREALL, TTYPEE, EESYSSMSHKKEY,1 !設(shè)設(shè)置單元元為映射射單元（單元比比較規(guī)則則）lesiize,1,CCQDYYCD !LLESIIZE, NLL1, SIZZE, ANGGSIZZ, NNDIVV, SSPACCElesiize,2,CCQDYYCDlesiize,3,CCQDYYCDlesiize,4,CCQDYYCDlesiize,5,CCQDYYCDlesiize,6,CCQDYYCDlesiize,

10、7,CCQDYYCDlesiize,8,CCQDYYCDlsell,allllmessh,aall !劃劃分線單單元 nummmrg,alll,loow !所有號號數(shù)從11開始numccmp,nodde,eeordd !壓縮節(jié)節(jié)點號并并排序!施加水水平彈簧簧支撐單單元（在在梁單元元的每個個節(jié)點上上分別產(chǎn)產(chǎn)生水平平方向彈彈簧單元元）*do,i,22,1995 !doo循環(huán)，要對應應下面一一個*EEDNDDOa1=aabs(ny(i-11)-nny(ii+1)*WWYTXXKL !計計算節(jié)點點i-11和節(jié)點點i+11之間yy的變化化量*彈彈性抗力力kx=aa1/22PSPRRNG,i,TTRANN

11、,kxx,0.2, !PSPPRNGG, NNLOCC, TTYPEE, KK, DDX, DY, DZZ, EELEMM !彈簧單單元,節(jié)節(jié)點號,平移,彈性系系數(shù),彈彈簧水平平長度 產(chǎn)生水水平彈簧簧*endddo*do,i,1197,3899 !ddo循環(huán)環(huán)，要對對應下面面一個*EDNNDOa1=aabs(ny(i-11)-nny(ii+1)*WWYTXXKL !計計算節(jié)點點i-11和節(jié)點點i+11之間yy的變化化量*彈彈性抗力力kx=aa1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kxx,-00.2, !PSSPRNNG, NLOOC, TYPPE, K, DX, DYY, DDZ, ELE

12、EM !彈簧簧單元,節(jié)點號號,平移移,彈性性系數(shù),彈簧水水平長度度 產(chǎn)生生水平彈彈簧*endddoa1=aabs(ny(3899)-nny(11)*WYTTXKLL !計算節(jié)節(jié)點3990上的的彈性抗抗力kx=aa1/22PSPRRNG,3900,TRRAN,kx,-0.2,!施加豎豎直彈簧簧支撐單單元（在在梁單元元的每個個節(jié)點上上分別產(chǎn)產(chǎn)生豎直直方向彈彈簧單元元）b1=aabs(nx(3900)-nnx(22)*WYTTXKLL !計算節(jié)節(jié)點1上上的彈性性抗力ky=bb1/22PSPRRNG,1,TTRANN,kyy,-0.22,*do,i,22,944 !ddo循環(huán)環(huán)，要對對應下面面一個*E

13、DNNDOb1=aabs(nx(i-11)-nnx(ii+1)*WWYTXXKL !計計算節(jié)點點i-11和節(jié)點點i+11之間xx的變化化量*彈彈性抗力力ky=bb1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kyy,-0.22, !PSSPRNNG, NLOOC, TYPPE, K, DX, DYY, DDZ, ELEEM !彈簧單單元,節(jié)節(jié)點號,平移,彈性系系數(shù),彈彈簧水平平長度 產(chǎn)生水水平彈簧簧*endddo*do,i,995,2297 !do循循環(huán)，要要對應下下面一個個*EDDNDOOb1=aabs(nx(i-11)-nnx(ii+1)*WWYTXXKL !計計算節(jié)點點i-11和節(jié)點點i+1

14、1之間xx的變化化量*彈彈性抗力力ky=bb1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kyy,00.2, !PSPPRNGG, NNLOCC, TTYPEE, KK, DDX, DY, DZZ, EELEMM !彈簧單單元,節(jié)節(jié)點號,平移,彈性系系數(shù),彈彈簧水平平長度 產(chǎn)生水水平彈簧簧*endddo*do,i,2298,3899 !ddo循環(huán)環(huán)，要對對應下面面一個*EDNNDOb1=aabs(nx(i-11)-nnx(ii+1)*WWYTXXKL !計計算節(jié)點點i-11和節(jié)點點i+11之間xx的變化化量*彈彈性抗力力ky=bb1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kyy,-0.22, !P

15、SSPRNNG, NLOOC, TYPPE, K, DX, DYY, DDZ, ELEEM !彈簧單單元,節(jié)節(jié)點號,平移,彈性系系數(shù),彈彈簧水平平長度 產(chǎn)生水水平彈簧簧*endddob1=aabs(nx(2899)-nnx(11)*WYTTXKLL !計算節(jié)節(jié)點1上上的彈性性抗力ky=bb1/22PSPRRNG,3900,TRRAN,ky,-00.2,!施加邊邊界條件件與圍巖巖壓力/sollu !進入入求解器器計算!nseel,ss,1 !選擇擇約束的的節(jié)點,仰拱中中間節(jié)點點!d,aall,ux !施加加水平方方向的約約束allsselfcumm,addd, !一定要要，使荷荷載能疊疊加 !豎

16、向荷荷載（yy方向壓壓力，最最大跨度度以上節(jié)節(jié)點施加加豎向荷荷載，換換算成節(jié)節(jié)點荷載載，在節(jié)節(jié)點上施施加）*do,i,995,2297 !在9962298號號節(jié)點施施加豎向向圍巖壓壓力a=-PPy*00.5*abss(nxx(i-1)-nx(i+11) !計算算作用在在節(jié)點上上的節(jié)點點力f,i,fy,a*endddo !水平向向荷載（X方向向壓力，全部節(jié)節(jié)點施加加水平荷荷載，換換算成節(jié)節(jié)點荷載載，在節(jié)節(jié)點上施施加）*do,i,22,1995 !在221995號節(jié)節(jié)點施加加水平圍圍巖壓力力a=-(px11+(ppx2-px11)/(ny(1966)-nny(11)*(nyy(1996)-ny(i

17、)*aabs(nY(i-11)-nnY(ii+1)*00.5f,i,fX,a*endddo*do,i,1196,3899 !在11973899號節(jié)點點施加水水平圍巖巖壓力a=(ppx1+(pxx2-ppx1)/(nny(1196)-nyy(1)*(ny(1966)-nny(ii)*abbs(nnY(ii-1)-nYY(i+1)*0.5f,i,fX,a*endddoa=(ppx1+(pxx2-ppx1)/(nny(1196)-nyy(1)*(ny(1966)-nny(3390)*abss(nYY(3889)-nY(1)*0.5f,3990,ffX,aa!設(shè)定重重力加速速度ACELL,0,9.88

18、,0, !重重力加速速度以向向下位置置，不用用加負號號ALLSSEL,ALLL finiish!刪除軸軸力為拉拉力的彈彈簧單元元/preep7 *do,i,3391,4233 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo*do,i,4492,6777 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo *do,i,7746,7788 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo *do,i,8873,10775 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo !進入入求解器器計算/sollutimee,1 !定義時時間步OUTRRES,ALLL,LAAST, !

19、設(shè)置輸輸出選項項solcconttroll,0,0 !設(shè)置是是否為非非線性求求解nlgeeom,1 !大變形形開關(guān) PIVCCHECCK,11 !如果不不收斂，計算退退出neqiit,1100, !非線性性求解，平衡力力最大迭迭代次數(shù)數(shù)autoots,1 !自動步步長nsubbst,5 !子步數(shù)數(shù)kbc,0 !指定荷荷載按線線性增加加ESELL,ALLLNSELL,ALLLsolvve !求解savee,jgg,dbb !將將第一時時間步的的計算結(jié)結(jié)果保存存!進入后后處理器器，對結(jié)結(jié)果進行行后處理理/POSST1ESELL,s,TYPPE,1NSLEE,s,ALLL etabbel,ni,smiisc,1 !定義梁梁i節(jié)點點的軸力力 etabbel,nj,smiisc,7 !定義梁梁j節(jié)點點的軸力力etabbel,mi,smiisc,6 !定義梁梁i節(jié)點點的彎矩矩etabbel,mj,smiisc,12 !定義梁梁j節(jié)點點的彎矩矩etabble,Qi,smiisc,2 !定義梁