《地铁盾构隧道掘进施工过程三维仿真分析讲诉》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地铁盾构隧道掘进施工过程三维仿真分析讲诉（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1材料、实常数和单元类型定义/clear/prep7et,1,solid45et,2,mesh200,6!更新数据库!进入前处理器!设置单元类型save!保持数据（ 2）定义模型中的材料参数。!土体材料参数mp,ex,1,3.94e6mp,prxy,1,0.35mp,dens,1,1828!地表层土弹性模量!地表层土泊松比!地表层土密度mp,ex,2,20.6e6!盾构隧道所在地层参数mp,prxy,2,0.30mp,dens,2,2160mp,ex,3,500e6!基岩地层参数mp,prxy,3,0.33mp,dens,3,2160!管片材料参数，管片衬砌按各向同性计算mp,ex,4,27.
2、6e9! 管片衬砌弹性模量mp,prxy,4,0.2!管片衬砌泊松比mp,dens,4,2500!管片衬砌密度!注浆层，参数按水泥土取值mp,ex,5,1e9!注浆层弹性模量mp,prxy,5,0.2!注浆层泊松比mp,dens,5,2100!注浆层密度save!保持数据2建立平面内模型并划分单元（ 1）在隧道中心线定义局部坐标，便于后来的实体选取。local,11,0,0,0,0local,12,1,0,0,0csys,11wpcsys,-1cyl4,2.7,90cyl4,0,0,2.7,0,3,90cyl4,0,0,3,0,3.2,90rectng,0,4.5,0,4.5aovlap,al
3、lnummrg,allnumcmp,allrectng,4.5,31.5,0,4.5nummrg,all! 局部笛卡儿坐标!局部极坐标!将当前坐标转换为局部坐标!同时将工作平面转换到局坐标!画部分圆半径为2.7!画管片层部分圆!画注浆层部分圆!画外边界矩形!做面递加!合并所有元素!压缩所有元素编号!画矩形面! 合并所有元素第 1 章大型有限元软件 ANSYS简介2numcmp,all!压缩所有元素编号save!保持数据（ 2）划分单元，如图10-1 所示。meshkey,1!选择划分方式为映射划分type,2!采用 Mesh 200 进行平面内的单元划分lesize,1,6!对线设置单元数le
4、size,2,6lesize,3,6amesh,1!对面 1 划分单元lesize,4,6!对线设置单元数lesize,8,2lesize,9,2amesh,2!对面 2 划分单元lesize,5,6!对线设置单元数lesize,10,1lesize,11,1amesh,3!对面 3 划分单元lesize,12,3!对线设置单元数lesize,13,3lesize,6,3lesize,7,3lesize,14,8,2lesize,16,8,0.5amap,4,7,6,8,10!对面 4 采用 MAP 方式划分单元amap,5,9,8,11,12!对面 4 采用 MAP 方式划分单元save!保
5、持数据（ 3）利用对称性划分单元得到下半部分模型，如图10-2所示。arsym,y,all!以 y 轴为对称轴进行镜像操作nummrg,all!合并所有元素numcmp,all!压缩所有元素编号allsel,all!选择所有元素save!保持数据（ 4）建立隧道下方土层模型，如图10-3 所示。rectng,0,4.5,-4.5,-26!绘制下边界矩形面rectng,4.5,31.5,-4.5,-26nummrg,all!合并所有元素numcmp,all!压缩所有元素编号lesize,28,3!对线设置单元数lesize,29,5,0.5lesize,30,5,2lesize,32,5,0.5
6、lesize,31,8,2amesh,11!对面 11 和 12 划分单元第 1 章大型有限元软件ANSYS简介3amesh,12save!保持数据（ 5）建立隧道上方土层模型，如图10-4 所示。rectng,0,4.5,4.5,15!绘制上边界矩形面rectng,4.5,31.5,4.5,15lesize,34,3!对线设置单元数lesize,35,4lesize,33,4lesize,36,4lesize,37,8,0.5amesh,13!对面 13和 14 划分单元amesh,14nummrg,all! 合并所有元素numcmp,all!压缩所有元素编号save!保持数据（ 5）利用对
7、称性得到平面内的全部模型，如图10-5 所示。allsel,all!选择所有元素arsym,x,all!以 x 轴为对称轴进行镜像操作nummrg,all!合并所有元素numcmp,all!压缩所有元素编号save!保存数据库3建立三维有限元模型（ 1）通过沿隧道轴线进行拉伸，得到隧道及其所在地层的三维实体模型!沿隧道轴线定义一系列关键点，点间距为3m*do,i,1,20k,0,0,-3*i!循环 20 次!每次增加3m（纵向）*enddo!沿着这些点建立线，便于后来体的拉伸l,3,38!根据关键点生成线*do,i,1,19l,37+i,38+i!通过关键点号循环增加生成线*enddo*do,
8、i,1,20lesize,64+i,1!循环对线设置单元数*enddo!进行拉伸，拉伸后建立的完整模型如图10-6所示type,1!选择拉伸单元为Solid 45mat,1! 赋予拉伸单元材料参数esys,11!选择单元坐标extopt,aclear,1!设置拉伸选项，即拉伸完成后删除母单元Mesh 200csys,12*do,i,1,20第 1 章 大型有限元软件ANSYS简介4asel,s,loc,z,-3*(i-1)!选择拉伸的面vdrag,all,64+i!进行拉伸*enddoallsel,all!选择所有元素nummrg,all!合并所有元素numcmp,all!压缩所有元素编号al
9、lsel,all!选择所有元素save! 存储数据库（ 2）分层赋给土体材料参数。!赋予隧道所在地层材料参数csys,0!改变坐标系nsel,s,loc,y,-10.5,5!选择节点esln,s!选择单元mpchg,2,all!改变材料参数!赋予基岩材料参数nsel,s,loc,y,-11,-26! 选择节点esln,s!选择单元mpchg,3,all!改变材料参数10.2 掘进过程三维仿真分析加载与自重应力场求解1施加边界条件（ 1）并进行求解设置。Finish/solucsys,0/view,1,-1,0.5,1/reploteplotsavensubst,10nlgeom,onnropt
10、,fullpred,onlnsrch,onoutres,all,last!返回上一次主菜单!进入求解器!改变坐标系!改变视图显示方向!重新绘制!显示单元图! 保存数据库!指定荷载子步! 指定大变形! 指定 newton-lapnace 迭代!启用非线性求解预测器!启用线性搜索!选择将每一子步的最后一个迭代计算步结果保存第 1 章 大型有限元软件ANSYS简介5（ 2）施加约束条件。nsel,s,loc,x,-31.5!选择节点d,all,ux!施加 X 方向约束nsel,s,loc,x,31.5!选择节点d,all,ux!施加 X 方向约束nsel,s,loc,y,-26!选择节点d,all,
11、uy!施加 Y 方向约束nsel,s,loc,z,0!选择节点nsel,a,loc,z,-60d,all,uz!施加 Z 方向约束allsel,allacel,0,10,0!施加重力step=0!用于记录计算步的参数save!存储数据库2自重应力场求解与后处理（ 1）求解自重应力场。time,1!第 1 个荷载步（时间步）solve!求解save! 存储数据库finish!返回上一次主菜单（ 2）自重应力场后处理。/POST1!进入后处理器PLNSOL,S,Y,0,1!SY 应力图如图 10-8所示PLNSOL,U,Y,0,1!UY 位移图如图 10-9所示加载与自重应力场求解1第 1 步开挖模拟分析（1）第/solu1 步开挖中第1 个计算步的命令流。!进入求解器antype,resttime,2AUTOTS,1DELTIM,0.1,0.0
