二维平行隧道施工阶段分析.ppt

几何模型示意图 初始模型 计算模型初始地应力状态 导入几何模型 在ADINA软件内建立二维模型时 模型必须位于YZ坐标系下 导入IGES几何模型时 如果是XY坐标系下的模型则勾选ConvertXYPlanetiYZPlane 把几何模型从XY平面转化为YZ平面 有限元模型 设置初始地应力场 勾选Store RemoveIn SituDisplacements 则在当前计算阶段会把位移保存为In Situ位移 在后续进行重启动计算后 该In Situ内的位移结果会自动清零 这样就可以读入初始应力而位移则会自动清零 设置单元生死时间 重启动模型必须保证在单元组方面和初始模型是一致的 故在初始模型内需把各种支护结构也建立起来 单元生死时间也需设置好 这样才能保证初始模型内虽然建立了各种单元组 但计算时则仅是岩土体初始网格模型在进行计算 隧洞开挖单元杀死 衬砌支护单元激活 设置ElementDeathDecayTime以模拟开挖应力的缓慢释放 在此操作例题中 对于荷载释放系数 在开挖阶段加载整体的0 5 然后喷锚支护阶段加载0 25 喷射混凝土硬化阶段加载0 25 可在ADINA设置ElementDeathDecayTime为4 0的单元杀死延迟时间以等效 单元生死时间设置 ElementDeathDecayTime为4 0 1 0时刻对左侧隧道进行开挖 3 0时刻 此时左侧隧道荷载释放系数相应为0 5 4 0时刻激活左侧隧道喷锚 此时左侧隧道荷载释放系数相应为0 75 5 0时刻激活左侧隧道喷射混凝土 此时左侧隧道的开挖应力完全释放完毕 6 0时刻对右侧隧道进行开挖 8 0时刻 此时右侧隧道荷载释放系数相应为0 5 9 0时刻激活右侧隧道喷锚 此时右侧隧道荷载释放系数相应为0 75 10 0时刻激活右侧隧道喷射混凝土 此时右侧隧道的开挖应力完全释放完毕 单元生死时间汇总 重启动模型 进行施工阶段计算 人为的在最前面增加个小的时间步长 主要有两个作用 方便检查初始地应力的结果进行重启动后位移是否清零 单元生死的时间是整数 该小步长可避免计算步长与单元生死时间重合引起的误差 时间步长的技巧 最开始时刻的最大主压应力云图 最开始时刻的总体位移云图 可见初始地应力的位移是清零了 整个施工阶段的竖直Z方向位移云图及动画 整个施工阶段的最大主压应力云图及动画 内部整个施工阶段的动画 最终施工阶段的锚杆轴力云图 最终施工阶段的喷射混凝土的轴力云图 最终施工阶段的喷射混凝土的面外弯矩图 注意事项 REBAR单元 可能出现的错误 此问题可能是边界约束不足 也可能是Rebar单元 一般是Rebar单元和杀死单元有连接关系 有问题而引起的 Rebar几何线过长 Rebar几何线过长 锚杆线过长可能会与隧道内杀死单元形成多余的锚杆单元 从而在开挖后引起错误 Rebar几何线过短 Rebar线并未完全穿过实体单元的单元边 则该Rebar单元会被自动截断掉 但计算结果偏保守 故对于Rebar线而言 短比长好 Rebar的注意事项 在ADINA软件内对于锚杆 钢筋等结构采用植入式桁架的Rebar来模拟是最有效也是最合适的 当定义Rebar的线Line穿透实体单元时软件会自动生成Rebar单元 且自动和周围的单元进行连接 而当Rebar的线Line没有穿透单元时则不能自动生成Rebar的单元 相当于该段Line被截断了 故对于定义Rebar的Line线的地方 在其附近尽量加密网格 以使Rebar尽可能真实的反映出模型的结构 稍微增加一点Rebar线的长度使Line线穿透附近的实