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1、1曙光软件与ANSYS隧道地层弹簧迭代分析结构比较1 问题描述：主要截面尺寸如图1所示，。内轮廓采用曲墙拱三心圆拱。弹性抗力系数取为。衬砌厚度为0.6m，截面的物理参数如表所示。结构混凝土参数混凝土标号弹性模量E(kN/m2，kPa)惯性模量I(m4/m)截面积A(m2/m)25号混凝土28500000.0000.0180.600图1 衬砌截面图围岩压力：45.72围岩水平均布压力：=25.01衬砌自重：=15.00（此处为近似计算）则作用在衬砌上的主动荷载为：=62.52 图2 荷载施加图 图3 衬砌剖分半结构图2 ANSYS计算在ANSYS中需要将荷载转化为节点荷载，采用静力等效原则。dx
2、dyPy*dx/2Px*dy/2单元长度ll*K/21号单元1.01450.099931.713271.24924952号单元0.97550.295930.494133.70022953号单元0.8990.480528.102746.00865254号单元0.7880.646724.632888.08698355号单元0.64670.646720.2158428.08698356号单元0.48050.89915.0204311.2419957号单元0.29590.97559.24983412.19862758号单元0.09991.01453.12287412.68632251.01940681
3、876455.511339号单元0.03010.72750.9409269.09738750.72812242154609.1815810号单元0.09020.72252.8196529.03486250.72810870854608.15307根据曙光软件的预先计算结果，得到受拉与受压区域，在受压区域施加地层弹簧作用，在受拉区域不在施加地层弹簧。图4 施加地层弹簧区域将分布弹簧转化为集中弹簧，ANSYS所用地层弹簧系数如下：结点力Py结点力Px结点集中弹簧1号结点31.711.252号结点62.214.953号结点58.609.714号结点52.7414.105号结点44.8516.176号
4、结点35.2419.337号结点24.2723.448号结点12.3724.8876455.511339号结点4.0621.78131064.692910号结点3.7618.13109217.334611号结点2.829.0354608.15307在节点1，11处的约束条件为图所示：图5 约束条件所用梁单元模拟衬砌，所用的弹簧类型为 combination springer-damper 14 其中与粘滞系数有关的取为0。 图6 ANSYS所产生的节点与编号图图7 ANSYS计算弯矩图 ELEM= 1 MZ 1 -91.772 3 80.078 ELEM= 2 MZ 3 -80.078 4 4
5、7.634 ELEM= 3 MZ 4 -47.634 5 1.9435 ELEM= 4 MZ 5 -1.9435 6 -45.878 ELEM= 5 MZ 6 45.878 7 -81.549 ELEM= 6 MZ 7 81.549 8 -92.213 ELEM= 7 MZ 8 92.213 9 -69.485 ELEM= 8 MZ 9 69.485 2 -17.559 ELEM= 9 MZ 2 17.559 11 2.3137 ANSYS 所用材料参数梁：REAL CONSTANT SET 1 ITEMS 1 TO 6 0.60000 0.18000E-01 0.60000 0.0000 0
6、.0000 0.0000 集中弹簧参数：11号节点Y方向REAL CONSTANT SET 2 ITEMS 1 TO 6 0.15000E+06 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 11号节点径向方向 REAL CONSTANT SET 3 ITEMS 1 TO 6 54608. 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 10号节点径向方向 REAL CONSTANT SET 4 ITEMS 1 TO 6 0.10922E+06 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 9号节点径向方向 REAL CONSTANT SET 5 ITEMS 1 TO 6 0.13106E+06 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 8号节点径向方向 REAL CONSTANT SET 6 ITEMS 1 TO 676455. 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00003 同济曙光计算采用均布单向弹簧。采用双向弹簧，局部施加。
