【正文】 選中“Line Numbers” 選項，后面的文字由“off”變?yōu)椤皁n”,單擊“OK”關(guān)閉窗口。同法依次輸入命令：“circle,2,202”、 “circle,3,203”、 “circle,4,204”，繪制其他3個圓，如圖377所示。圖376在當(dāng)前坐標(biāo)系創(chuàng)建關(guān)鍵點對話框：這4個圓的圓心分別是關(guān)鍵點KPKPKPKP3和KP4，、。u 關(guān)鍵點點KPKPKPKP4是創(chuàng)建隧道支護線的4個圓心。在“NPT keypoint number”欄后面輸入“1”，在“X，Y，Z Location in active CS”欄后面輸入“（0，0，0）”，單擊“Apply”按鈕，這樣就創(chuàng)建了關(guān)鍵點1。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=每輸入一個參數(shù)就按一次“Accept”按鈕確認，最后輸入完后，單擊“Close”，關(guān)閉“Scalar Parameters”對話框，其輸入?yún)?shù)的結(jié)果如圖375所示。 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”對話框，如圖375所示。彈出一個選擇單元類型對話框，選中“Type 3 LINK1”，單擊“OK”按鈕，彈出如圖375所示“Real Constant Set Number 2 for LINK1”對話框，在對話框中分別輸入錨桿單元LINK1的橫截面積AREA“**”。單擊“Add”按鈕，彈出如圖373所示的選擇單元類型對話框，選中“Type 1 BEAM3”，單擊“OK”按鈕，彈出如圖374所示“Real Constant for BEAM3”對話框，在對話框中分別輸入隧道襯砌支護結(jié)構(gòu)BEAM3梁單元的橫截面積AREA“”、慣性矩IZZ“**”、高度HEIGHT“”。u 把要挖去土體單獨定義一個材料號，目的是為了后面求解操作方便。圖371 定義完材料模型對話框在圖371對話框中，單擊“Material EXIT退出。彈出一個定義材料模型對話框?qū)υ捒?，選中“Material Model Number 4”，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“Linear Isotropic Properties for Material Number 2”對話框，在該對話框中“EX”后面的輸入欄輸入“17E10”，在“PRXY” 后面的輸入欄輸入“”，單擊“OK”。圖370 定義DP材料對話框 ：方法和定義圍巖材料性質(zhì)一樣，輸入的數(shù)據(jù)一樣，只是材料號為3，這是為后面求解便于操作。在彈出對話框中右邊欄中連續(xù)雙擊“StructuralNonlinear InelasticNonmetal plasticitydruckerprager”，又彈出一個如圖370所示對話框。彈出一個定義材料模型對話框?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“Linear Isotropic Properties for Material Number 2”對話框，在該對話框中“EX”后面的輸入欄輸入“”，在“PRXY” 后面的輸入欄輸入“”，單擊“OK”。在在“Cohesion”欄添入C25混凝土的內(nèi)聚力“”，在“Fric Angle” 欄添入C25混凝土的內(nèi)摩擦角“54”，單擊“OK”按鈕，彈出圖368所示對話框。再在選中“Density”并雙擊，彈出如圖366所示“Density for Material Number 1”對話框，在“DENS”后面的欄中輸入隧道襯砌混凝土材料的密度“2500”，單擊“OK”按鈕，返回圖364對話框中。8）定義材料屬性：Main Menu Preprocessor Material Props Material Models，彈出“Define Material Model Behavior”對話框，如圖364所示。u BEAM3單元用來模擬隧道二次襯砌。u 通過設(shè)置PLANE42單元選項“K3”為“Plane strain”來設(shè)定本實例分析采取平面應(yīng)變模型進行分析。圖362 PLANE42單元庫類型選項對話框圖363 BEAM3單元庫類型選項對話框：圖361對話框中選中“Type 1 BEAM3”，單擊“Options”按鈕，彈出一個“BEAM3 element Type options”對話框，如圖363所示。圖360 定義LINK1單元對話框 ：在圖361對話框中選中“Type 2 PLANE42”，單擊“Options”按鈕，彈出一個“PLANE42 element Type options”對話框，如圖362所示。又彈出一個對話框，如圖360所示，在該對話框左面滾動欄中選擇“Link”，在右邊的滾動欄中選擇“2D Spar 1”，單擊“Apply”。在該對話框左面滾動欄中選擇“Solid”，在右邊的滾動欄中選擇“Quad 4node 42”，單擊“Apply”，就定義了“PLANE42”單元。358 定義Beam3單元對話框：Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete，彈出一個單元類型對話框，單擊“Add”按鈕。彈出“Library of Element Types”單元類型庫對話框，如圖358所示，在左面滾動欄中選取“Beam”，右邊的滾動欄中選擇“2D elastic 3”。在“Units for angular”欄后面的下拉菜單中選取“Degrees DEG”，單擊“OK”按鈕。5）定義工作標(biāo)題：Utility Menu File Change Title，在彈出的對話框中輸入“Tunnel Construct Modeling Analysis”，單擊“OK”，如圖355。3）單擊“RUN”按鈕。 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”對話框。6） 施加列車荷載。4） 對隧道進行支護，用激活單元并改變單元材料屬性來模擬。2） 施加載荷與初始應(yīng)力場模擬。圍巖采用四節(jié)點平面單元（PLANE42）加以模擬，初期支護的錨桿單元用LINK1單元來模擬，二次襯砌支護用BEAM3來模擬，計算時首先計算溶洞存在時巖體的自重應(yīng)力場，然后再根據(jù)上述方法模擬開挖過程。但因為本實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；水平方向長度為洞跨的8倍。利用ANSYS后處理器來查看隧道施工完后隧道與溶洞之間塑性區(qū)貫通情況，來判斷隧道底部存在溶洞情形時，實際所采用的設(shè)計和施工方案是否安全可行。表37 物理力學(xué)指標(biāo)名稱容重（）彈性抗力系數(shù)K（MPz/m）彈性模量E（GPa）泊松比內(nèi)摩擦角（。u 隧道拱腰到拱頂布置30根錨桿。u 溶洞近似圓型，,。u 采用C25鋼筋混凝土為襯砌材料。,（8）繪制最終結(jié)構(gòu)變形圖/POST1 ！進入后處理器PLDISP,1 ！繪制最終結(jié)構(gòu)變形圖（9）制節(jié)點彎矩、剪力、軸力表ETABLE,IMOMENT,SMISC, 6 ！制結(jié)構(gòu)彎矩表ETABLE,JMOMENT,SMISC,12ETABLE,ISHEAR,SMISC, 2 ！制結(jié)構(gòu)剪力表ETABLE,JSHEAR,SMISC, 8 ETABLE,ZHOULII,SMISC, 1 ！制結(jié)構(gòu)軸力表ETABLE,ZHOULIJ,SMISC, 7 （10）設(shè)置彎矩、剪力、軸力標(biāo)題并繪制出分布圖/TITLE,BENDING MOMENT distribution ！定義彎矩分布標(biāo)題PLLS,IMOMENT,JMOMENT,1 ！繪制結(jié)構(gòu)彎矩分布圖/TITLE,SHEAR force distribution ！定義剪力分布標(biāo)題PLLS,ISHEAR,JSHEAR,1,1 ！繪制剪力分布圖/TITLE,ZHOULI force distribution ！定義軸力分布標(biāo)題PLLS,ZHOULII,ZHOULIJ,1 ！繪制軸力分布圖（11）列出節(jié)點位移PRNSOL,U,COMP ！顯示所有節(jié)點總位移矢量PRNSOL,ROT,COMP ！顯示所有節(jié)點總旋轉(zhuǎn)位移矢量（12）列表顯示結(jié)構(gòu)的彎矩、剪力、軸力PRETAB,IMOMENT,JMOMENT,ISHEAR,JSHEAR,ZHOULII,ZHOULIJ （13）完成分析退出ANSYSFINISH /EXIT ANSYS隧道開挖模擬實例分析 實例描述 選取新建鐵路宜昌（宜）－萬州（萬）鐵路線上的某隧道，隧道為單洞雙車道，隧道正下方存在一個溶洞，隧道支護結(jié)構(gòu)為曲墻式帶仰拱復(fù)合襯砌。 （3）劃分網(wǎng)格，生成隧道襯砌支護單元lsel,s,line,1,6,1 ！選擇線LLLLLLL6LATT,1,1,1, , , , ！給所選的線賦予材料特性LSEL,s, , ,7 LATT,1,2,1, , , , lsel,s,line,1,6,5LESIZE,all,4, ！設(shè)置網(wǎng)格劃分份數(shù)為4lsel,s,line,2,5,1LESIZE,all,2, lsel,s,line,7LESIZE,all,8, lsel,allLmesh,all ！線網(wǎng)格劃分，生成支護單元（4）添加彈簧單元/PNUM,NODE,1 ！打開節(jié)點號開關(guān) ！生成24根彈簧單元PSPRNG,1,TRAN,300000000, ！添加彈簧單元1 PSPRNG,2,TRAN,300000000, PSPRNG,3,TRAN,300000000, PSPRNG,4,TRAN,300000000, PSPRNG,5,TRAN,300000000, PSPRNG,6,TRAN,300000000, PSPRNG,7,TRAN,300000000, PSPRNG,10,TRAN,300000000, PSPRNG,13,TRAN,300000000, PSPRNG,12,TRAN,300000000, PSPRNG,15,TRAN,300000000, PSPRNG,16,TRAN,300000000, PSPRNG,17,TRAN,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 ！選擇隧道支護線上所有節(jié)點d,all,uy,0 ！對所選擇節(jié)點約束X方向位移d,all,ux,0 ！對所選擇節(jié)點約束Y方向位移！施加重力加速度allselACEL,acely,0,0,