【正文】 AN,300000000, PSPRNG,14,TRAN,300000000,PSPRNG,18,TRAN,300000000, PSPRNG,19,TRAN,300000000, PSPRNG,20,TRAN,300000000, PSPRNG,21,TRAN,300000000,0,1, PSPRNG,22,TRAN,300000000, PSPRNG,23,TRAN,300000000, PSPRNG,24,TRAN,300000000,（5）保存模型allsSAVEFINISH（6）施加約束和荷載/SOL！施加約束NSEL,S,NODE,25,45,1 ！選擇隧道支護(hù)線上所有節(jié)點(diǎn)d,all,uy,0 ！對(duì)所選擇節(jié)點(diǎn)約束X方向位移d,all,ux,0 ！對(duì)所選擇節(jié)點(diǎn)約束Y方向位移！施加重力加速度allselACEL,acely,0,0, ！施加圍巖壓力allselNSEL,S,NODE,1,17,1 F,all,FY,80225 ！施加節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)17上的垂直勻布力NSEL,S,NODE,18,24,1F,all,FY,80225 ！施加節(jié)點(diǎn)18到節(jié)點(diǎn)24上的水平勻布力NSEL,S,NODE,1,9,1NSEL,a,NODE,22,24,1F,all,FX,16045NSEL,S,NODE,10,21,1F,all,FX,16045！給隧道仰拱施加水壓NSEL,S,NODE,18 F,all,FX,161803 ！施加節(jié)點(diǎn)18的水平方向的水壓分力NSEL,S,NODE,18F,all,FY,70381 ！施加節(jié)點(diǎn)18的垂直方向的水壓分力NSEL,S,NODE,19F,all,FX,182309NSEL,S,NODE,19F,all,FY,50101 NSEL,S,NODE,20F,all,FX,198904NSEL,S,NODE,20F,all,FY,13093 NSEL,S,NODE,21F,all,FX,0NSEL,S,NODE,21F,all,FY,125960NSEL,S,NODE,22F,all,FX,198904NSEL,S,NODE,22F,all,FY,13093NSEL,S,NODE,23F,all,FX,182309NSEL,S,NODE,19F,all,FY,50101 NSEL,S,NODE,24F,all,FX,161803NSEL,S,NODE,18F,all,FY,70381 （7）求解分析修改模型！進(jìn)入求解器allsel solve ！進(jìn)行求解！進(jìn)入后處理器/POST1 PLDISP,1 ！繪制結(jié)構(gòu)變形圖FINISH ！進(jìn)入前處理器刪除受拉彈簧單元/PREP7！刪除受拉彈簧單元EDELE,26 ！刪除彈簧單元26NDEL,26 ！刪除節(jié)點(diǎn)26EDELE,30NDEL,30EDELE,31NDEL,31EDELE,32NDEL,32EDELE,33NDEL,33EDELE,34NDEL,34！進(jìn)行再次求解allsel ！選擇模型solve ！進(jìn)行求解！保存求解結(jié)果SAVE,39。u 隧道拱腰到拱頂布置30根錨桿。圍巖采用四節(jié)點(diǎn)平面單元（PLANE42）加以模擬，初期支護(hù)的錨桿單元用LINK1單元來模擬，二次襯砌支護(hù)用BEAM3來模擬，計(jì)算時(shí)首先計(jì)算溶洞存在時(shí)巖體的自重應(yīng)力場(chǎng)，然后再根據(jù)上述方法模擬開挖過程。 GUI操作方法 創(chuàng)建物理環(huán)境1) 在【開始】菜單中依次選取【所有程序】/【】/【ANSYS Product Launcher】，得到“ Product Launcher”對(duì)話框。彈出“Library of Element Types”單元類型庫對(duì)話框，如圖358所示，在左面滾動(dòng)欄中選取“Beam”，右邊的滾動(dòng)欄中選擇“2D elastic 3”。圖360 定義LINK1單元對(duì)話框 ：在圖361對(duì)話框中選中“Type 2 PLANE42”，單擊“Options”按鈕，彈出一個(gè)“PLANE42 element Type options”對(duì)話框，如圖362所示。8）定義材料屬性：Main Menu Preprocessor Material Props Material Models，彈出“Define Material Model Behavior”對(duì)話框，如圖364所示。在彈出對(duì)話框中右邊欄中連續(xù)雙擊“StructuralNonlinear InelasticNonmetal plasticitydruckerprager”，又彈出一個(gè)如圖370所示對(duì)話框。u 把要挖去土體單獨(dú)定義一個(gè)材料號(hào)，目的是為了后面求解操作方便。然后依次在“Selection”輸入行分別輸入：jd_s = 0 jd_e= 180jd_s jd = (jd_ejd_s)/num distance = 10depth =80 fricangle = 37 dens=2200 d= cohesion=posionratio= elasticmoduli= t1= r_karst= r1=每輸入一個(gè)參數(shù)就按一次“Accept”按鈕確認(rèn)，最后輸入完后，單擊“Close”，關(guān)閉“Scalar Parameters”對(duì)話框，其輸入?yún)?shù)的結(jié)果如圖375所示。同法依次輸入命令：“circle,2,202”、 “circle,3,203”、 “circle,4,204”，繪制其他3個(gè)圓，如圖377所示。圖376在當(dāng)前坐標(biāo)系創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)話框：這4個(gè)圓的圓心分別是關(guān)鍵點(diǎn)KPKPKPKP3和KP4，、。 建立模型和劃分網(wǎng)格1）定義分析參數(shù)：Utility Menu Parameters Scalar Parameters，彈出“Scalar Parameters”對(duì)話框，如圖375所示。圖371 定義完材料模型對(duì)話框在圖371對(duì)話框中，單擊“Material EXIT退出。彈出一個(gè)定義材料模型對(duì)話框?qū)υ捒?，選中“Material Model Number 2”，和定義混凝土材料一樣，在右邊的欄中連續(xù)雙擊“Structural Linear ElasticIsotropic”后，又彈出一個(gè)“Linear Isotropic Properties for Material Number 2”對(duì)話框，在該對(duì)話框中“EX”后面的輸入欄輸入“”，在“PRXY” 后面的輸入欄輸入“”，單擊“OK”。u BEAM3單元用來模擬隧道二次襯砌。又彈出一個(gè)對(duì)話框，如圖360所示，在該對(duì)話框左面滾動(dòng)欄中選擇“Link”，在右邊的滾動(dòng)欄中選擇“2D Spar 1”，單擊“Apply”。在“Units for angular”欄后面的下拉菜單中選取“Degrees DEG”，單擊“OK”按鈕。6） 施加列車荷載。但因?yàn)楸緦?shí)例隧道下部存在溶洞，所以，垂直方向：隧道到底部邊界取為洞跨的5倍，隧道頂部至模型上部邊界為100米，然后根據(jù)隧道埋深情況將模型上部土體重量換算成均布荷載施加在模型上邊界上；水平方向長(zhǎng)度為洞跨的8倍。u 溶洞近似圓型，,。,39。最后得到各節(jié)點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)，如表35所示。1）選擇隧道支護(hù)線上所有節(jié)點(diǎn)：Utility MenuEntities….，彈出一個(gè)“Select Entities”對(duì)話框，如圖352所示。在“Element table item at node I”欄后面下拉菜單選取“ISHEAR”，在“Element table item at node J”欄后面下拉菜單選取“JSHEAR”，在“Optional scale factor”后面欄中輸入“1”，在“Items to be plotted on”欄后面選中“Deformed shape”，單擊“OK”按鈕，得到隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的剪力圖，如圖350所示。圖343 單元數(shù)據(jù)制表對(duì)話框圖344 定義單元數(shù)據(jù)表對(duì)話框 在圖344對(duì)話框中，在“User label for item”欄后面輸入“IMOMEMT”，在“Item Comp Results data item”欄后面的左邊下拉菜單中選取“By sequence num”，在右欄輸入“6”，然后單擊“Apply”按鈕；再次在“User label for item”欄后面輸入“JMOMEMT”，在“Item Comp Results data item”欄后面的左邊下拉菜單中選取“By sequence num”，在右欄輸入“12”，然后單擊“Apply”按鈕；這樣同樣方法依次輸入“ISHEAR，2”、“JSHEAR，8”、“ZHOULII，1”、“ZHOULIJ，7”，最后得到定義好后的單元數(shù)據(jù)表對(duì)話框，如圖345所示。其對(duì)應(yīng)的分析計(jì)算隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)變形圖如圖342所示。圖339 查看變形圖對(duì)話框從圖340的 初次分析隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)變形圖中可以看出，彈簧3335和36是受拉的，因?yàn)橛脕砟M隧道結(jié)構(gòu)與圍巖間相互作用的地層彈簧只能承受壓力，所以這4根彈簧必須去掉，再重新計(jì)算，直到結(jié)構(gòu)變形圖中沒有受拉彈簧為止。再次單擊“Apply”按鈕，又彈出一個(gè)對(duì)話框，選擇節(jié)點(diǎn)18，又彈出圖324的對(duì)話框，在“Direction of force/mom”欄后面下拉菜單中選取“FY”，在“Force/Moment”欄中輸入圍巖水平勻布力“70381”，單擊“OK”按鈕，就完成了節(jié)點(diǎn)18的水壓力的施加，同法對(duì)仰拱的其它節(jié)點(diǎn)施加水壓，只是數(shù)值不同：節(jié)點(diǎn)19“FY=50101”、“FX=182309”；節(jié)點(diǎn)20“FY=13093”、“FX=198904”；節(jié)點(diǎn)21“FY=125960”、“FX=0；節(jié)點(diǎn)22“FY=13093”、“FX=198904”；節(jié)點(diǎn)23“FY=50101”、“FX=182309”；節(jié)點(diǎn)24“FY=70381”、“FX=161803”。 3）對(duì)隧道襯砌支護(hù)施加圍巖壓力：Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructural Force/Moment on Nodes，在彈出節(jié)點(diǎn)位置施加荷載對(duì)話框中，用鼠標(biāo)選擇隧道支護(hù)線上腰部和頂部所有節(jié)點(diǎn)，彈出“Apply F/M on Nodes”對(duì)話框，如圖324所示。 圖330中一共添加了21個(gè)彈簧單元，如果有些彈簧單元根據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示是受拉的，必須去除，再進(jìn)行重新計(jì)算。只是在圖329對(duì)話框中改變節(jié)點(diǎn)號(hào)和改變“DX，DY，DZ Distance to ground pt”欄中值：節(jié)點(diǎn)2對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)3對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“， ”，節(jié)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)7對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)10對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)13對(duì)應(yīng)“，”，節(jié)點(diǎn)12對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)15對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)16對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“， ”，節(jié)點(diǎn)17對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)14對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)18對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)24對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)19對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)23對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)20對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)22對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“，”，節(jié)點(diǎn)21對(duì)應(yīng)“DX，DY”為“0，1”，再單擊“OK”按鈕就完成了彈簧單元的創(chuàng)建，得到添加彈簧單元的單元網(wǎng)格圖，如圖330所示。用相同方法控制線LLLLL7的尺寸，只是線LLLL5在“No of element divisions ”欄后面輸入“2”，線L7在“No of element divisions ”欄后面輸入“8”。圖323 隧道襯砌支護(hù)線模型3）保存幾何模型文件；Utility Menu File Save as，彈出一個(gè)“Save Database”對(duì)話框，在“Save Database to”下面輸入欄中輸入文件名“”，單擊“OK”。再依次重復(fù)在“NPT keypoint number”欄后面輸入“7”，在對(duì)應(yīng)“