ANSYS隧道开挖模拟
地铁盾构隧道掘进施工过程三维仿真分析-ANSYS命令流
10.1模型的建立/TITLE，3D analysis on shield tunnel in Metro ! 确定分析标题/NOPR !菜单过滤设置/PMETH，OFF，0KEYW，PR_SET，1KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单/COM，/COM，Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM， Structural1．材料、实常数和单元类型定义/clear !更新数据库/prep7 !进入前处理器et,1,solid45 !设置单元类型et,2,mesh200,6save !保持数据（2）定义模型中的材料参数。
!土体材料参数mp,ex,1, !地表层土弹性模量mp,prxy,1, !地表层土泊松比mp,dens,1,1828 !地表层土密度mp,ex,2, !盾构隧道所在地层参数mp,prxy,2,mp,dens,2,2160mp,ex,3,500e6 !基岩地层参数mp,prxy,3,mp,dens,3,2160!管片材料参数，管片衬砌按各向同性计算mp,ex,4, !管片衬砌弹性模量mp,prxy,4, !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, !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,11,0,0,0,0 !局部笛卡儿坐标local,12,1,0,0,0 !局部极坐标csys,11 !将当前坐标转换为局部坐标wpcsys,-1 !同时将工作平面转换到局坐标cyl4,,,,,,90 !画部分圆半径为cyl4,0,0,,0,3,90 !画管片层部分圆cyl4,0,0,3,0,,90 !画注浆层部分圆rectng,0,,0, !画外边界矩形aovlap,all !做面递加nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !压缩所有元素编号rectng,,,0, !画矩形面nummrg,all !合并所有元素numcmp,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。
ansys隧道开挖+衬砌——锚杆+溶洞
图 3-56 定义角度单位对话框 7）定义单元类型： a.定义 BLEAM3 单元：Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete，弹出 “Element Types”单元类型对话框，如图 3-57 所示，单击“Add”按钮。弹出“Library of Element
图 3-65 线弹性材料模型对话框
图 3-66 材料密度输入对话框
图 3-67 定义 DP 材料对话框
图 3-68 定义完衬砌材料属性后对话框
图 3-69 定义材料编号对话框 b.定义围岩材料属性：在图 3-68 对话框中，单击“Material> New Model…”， 弹出一个
“Define Material ID”对话框，如图 3-69 所示，在“ID”栏后面输入材料编号“2”，单击“OK” 按钮。弹出一个定义材料模型对话框对话框，选中“Material Model Number 2”，和定义混凝 土材料一样，在右边的栏中连续双击“Structural> Linear> Elastic>Isotropic”后，又弹出一个 “Linear Isotropic Properties for Material Number 2”对话框，在该对话框中“EX”后面的输 入栏输入“3.69E9”，在“PRXY” 后面的输入栏输入“0.32”，单击“OK”。再选中“Density” 并双击，弹出一个“Density for Material Number 2”对话框，在“DENS”后面的栏中输入隧 道围岩材料的密度“2200”，再单击“OK”按钮，弹出一个定义材料模型对话框。
基于ANSYS模拟分析合理确定隧道开挖支护方案
Ｒｅ ｓ ｎ ｂｌ ｔ ｒ ｎ ｎ ｅ ｃ ｖ ｔｏ ｎ ｕ ｐ ｒ ｉ ｇ Ｐｒ ｇ ａ ａ ｏ ａ ｙ Ｄｅ ｅ ｍｉ ｅ Ｔｕ ｎ ｌＥｘ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｓ ｐ ｏ ｔｎ ｏ ｒ ｍ
Ｂａ ｅ ｎ ＡＮＳ ｉ ｕ ａ ｅ ａｙ ｉ ｓｄ ｏ ＹＳ Ｓ ｍ ｌ ｔｄ Ａｎ ｌ ｓｓ
［ ｙｗ ｒ ｓ Ｎ Ｙ ；ｔｎ ｅ；ｄｓｌｃｍｅｔ ｅｄ ｇｍ ｍｅｔ ｔ ｓ；ｅｃｖｔｎ ｕ ｐｓｎ ； Ｋｅ ｏｄ ］Ａ Ｓ Ｓ ｕ ｎｌ ｉ ａｅ ｎ；ｂｎ ｉ ｏ ｎ；ｓｅｓ ｘａａｏ ；ｓｐ ｏｉｇ ｐ ｎ ｒ ｉ
ｐｒ ｇｒ ｏ ａｍ
通 常大 多数 隧 道施 工 凭 经 验 和 工 程 类 比 等 方 式， 采用 冒险 或保守 的隧道开 挖支 护方 案组织 施 工 ，
存 在较 多 的 施 工 安 全 隐 患 和 工 程 材 料 浪 费 等 。对 此 ， 者结合 贵州 省 六 盘水 市 某 高 速公 路 Ⅳ级 围岩 笔
隧道 ， 以地 层 结 构 法 为 基 础 ， 用 有 限元 分 析 软 件 运
则 。该屈 服准 则对 Ｍｏ ｒ ｏ ｌ ｈ． ｕｏ Ｃ ｍｂ准则 给 予 近 似 ， 以 此来 修正 Ｖ ｎ・ ｓｓ 服准 则 ， 屈 服 面不 随材料 ｏ Ｍｉ 屈 ｅ 其
的逐渐 屈服 而改变 ， 时考 虑 了 由于屈 服 而 引 起 的 同
体 积膨胀 ， 因此适 用于岩 土 、 凝土 和土 壤等 颗粒状 混
材 料 。Ｄ ｕ ｋｒ ｒｇｒ 服准则 的 等效应 力公 式为 ： ｒｃ ｅ－ ａｅ 屈 Ｐ
ｌ
ｒ ● 一 １ ２
Ａ Ｓ Ｓ模拟 隧道施 工 实 际开 挖支 护 的力学 状 态 ， ＮＹ 分 析初 支 、 杆等结 构 设 计 ， 测 施 工 数据 ， 锚 实 动态 跟 踪
隧道开挖ansys模拟分析
隧道台阶法开挖的有限元模拟分析1.力学模型的建立岩体的性质是十分复杂的，在地下岩体的力学分析中，要全面考虑岩体的所有性质几乎是不可能的。
建立岩体力学模型，是将一些影响岩石性质的次要因素略去，抓住问题的主要矛盾，即着眼于岩体的最主要的性质。
在模型中，简化的岩体性质有强度、变形、还有岩体的连续性、各项同性及均匀性等。
考虑岩石的性质和变形特性，以及外界因素的影响，采用的模型有弹性、塑性、弹塑性、粘弹性、粘弹塑性等。
根据对隧道的现场调查及试验结果分析，围岩具有明显的弹塑性性质。
因此，根据隧道的实际情况，考虑岩体的弹塑性性质，在符合真实施工工序和支护措施的基础上，在数值模拟过程中将计算模型简化成弹塑性平面应变问题，采用Drucker—Prager屈服准则来模拟围岩的非线性并且不考虑其体积膨胀，混凝土材料为线弹性且不计其非线性变形。
对地下工程开挖进行分析，一般有两种计算模型：（1）“先开洞，后加载”在加入初始地应力场前，首先将开挖掉的单元从整体刚度矩阵中删除，然后对剩余的单元加入初始地应力场进行有限元计算。
（2）“先加载，后开洞”这种方法是首先在整个计算区域内作用地应力场，然后在开挖边界上施加反转力，经过有限元计算得到所需要的应力、位移等物理量。
两种方法对线弹性分析而言，所得到的应力场是相同的，而位移场是不同的，模型（2）（即：“先加载，后开洞”）更接近实际情况。
在实际地下工程开挖中部分岩体已进入塑性状态，必须用弹塑性有限元进行计算分析，而塑性变形与加载的路径有关，所以模拟计算必须按真实的施工过程进行，即在对地下工程开挖进行弹塑性数值模拟过程中，必须遵循“先加载，后开洞”的原则。
在有限元法中，求解非线性问题最常采用的方法是常刚度初应力法。
对于弹塑性问题，由于塑性变形不可恢复，应力和应变不再是一一对应的关系，即应力状态与加载路径有关，因此应该用增量法求解。
弹塑性应力增量与应变增量之间的关系可近似地表示为}{}]{[}]){[]([}{][}{0σεεεσd d D d D D d D d p ep +=-== （1） 式中，][D —弹性矩阵，][p D —塑性矩阵。
ANSYS系统在隧道结构计算中应用条件
浅谈ANSYS系统在隧道结构计算中的应用条件摘要：在公路隧道设计与施工中，为了提前判断在开挖和支护工程中隧道的结构安全性，隧道结构计算的数值研究方法就成为了一种重要的设计依据和施工控制措施。
本文提供了一种方法，即利用ansys软件模拟隧道结构在开挖个步骤中的计算模式与应用条件。
关键词：隧道结构ansys模拟隧道的结构分析是利用工程力学原理，选取合理的介质，通过相似模型体系对其结构进行计算，具体过程一般通过两个途径来进行，其一是利用相似性理论，采取合理的相似系数，在室内通过模型试验来模拟实际的工程问题。
其二是数值计算，这种方法伴随着计算机的发展有了长足的进步。
目前，伴随着岩土力学的发展，再加上计算机的普遍使用及其性能的不断提高，有限元法成为发展最迅速的用于隧道结构分析的数值计算方法。
有限元法先将结构分解为有限的小单元，在每一个单元上，利用弹性力学、弹塑性力学等力学理论建立力学性能参数之间的关系，然后根据位移或者应力协调条件把这些小单元组合起来，求出整体结构的力学特征。
因为有限元法是利用矩阵代数方法求解方程组，而矩阵代数建立的方程组非常方便与计算机的存储与求解，所以，有限元法非常适用于分析复杂的地下结构。
1模型的建立利用ansys来模拟隧道开挖过程，有两种建模方法，一个是建立真三维的模型，三维模型不仅可考虑围岩的流变特性，还能考虑开挖和支护的空间效应，能保证较好的计算精度。
但是建模复杂，计算时间长，且费用较高。
另一种建模方法是建立二维模型，即按平面应变问题来处理，隧道在长度方向的尺寸比横截面的尺寸大得多 ,在忽略掘进的空间效应及岩石流变效应的影响时 ,计算模型取为平面应变是可行的。
另外，可以通过各阶段相应的初始应力释放系数来考虑开挖过程和支护时间早晚对围岩及支护受力的影响。
本文采用后者建立有限元模型。
相对于整个岩体而言，开挖所引起的应力重分布的区域是有限的，因而要确定计算模型的范围。
实践和理论分析表明，对于地下洞室开挖后的应力应变，仅在洞室周围距洞室中心点3～5倍洞室开挖宽度（或高度）的范围内存在实际影响。
基于 ANSYS 有限元软件的隧道开挖支护数值模拟分析
基于 ANSYS 有限元软件的隧道开挖支护数值模拟分析党晓宇;陈蔚;吴志伟;唐冉松【摘要】In order to explore the stress of structure in the process of tunnel excavation,this paper,based on Fenshui tunnel project inChongqing,simulates the real excavation process of highway tunnel by using fi-nite element analysis software.It mainly analyzes changes of stress,displacement and bending moment during the tunnel excavation process in order to judge the stability of surrounding rock in the different stages of con-struction .The calculation results show that the stress concentration mainly appear in the side walls,vaults and the bottom of arches,therefore the support in these key areas should be properly strengthened.%为了探究隧道开挖过程中结构的受力情况，文章依托位于重庆的分水隧道工程，利用有限元软件模拟公路隧道真实开挖过程，通过分析隧道围岩开挖过程中结构的应力、位移和弯矩的变化，实时判断施工各阶段围岩的稳定性。
计算结果表明，在隧道开挖过程中，应力集中主要出现在边墙、拱顶和拱底，因此应适当加强这些重点部位的支护。
ansys模拟隧道命令流
ansys模拟隧道命令流/TITLE,Mechanical analysis on railway tunnel 2nd lining ! 确定分析标题/NOPR !菜单过滤设置/PMETH,OFF,0KEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1 !保留结构分析部分菜单/COM,/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM, Structural/PREP7 !进入前处理器ET,1,BEAM3 !设置梁单元类型ET,2, COMBIN14 !设置弹簧单元类型R,1,0.4,0.0053333,0.4,,,, !设置梁单元几何常数R,2,400e6,,, !设置弹簧单元几何常数MPTEMP,,,,,,,, !设置材料模型MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,30.0e9 !输入弹性模量MPDATA,PRXY,1,,0.2 !输入泊松比MPTEMP,,,,,,,, !设置材料模型MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,2500 !输入密度SAVE !保存数据库K, 1, , , , !创建关键点（隧道二次衬砌）K, 2, 4.71, -1.82, ,K, 3, -4.71, -1.82, ,K,4,0,-3.75,,K, 5, 0, 5.05, ,K, 20, 5.6, -2.162, , !创建关键点（地层弹簧）K, 30, -5.6, -2.16, ,K, 40, 0, -4.75, ,K, 50, 0, 6, , !创建隧道衬砌线LARC, 2, 5, 1, 5.05, !创建圆弧线（拱顶部）LARC, 5, 3, 1, 5.05,LARC, 2, 3, 4 !创建圆弧线（仰拱部）! 创建地层弹簧线LARC, 20, 50, 1, 6, !创建圆弧线（拱顶部）LARC,50, 30, 1, 6,LARC, 20, 30, 40 !创建圆弧线（仰拱部）!HPTCREATE, TYPE, ENTITY, NHP, LABEL, VAL1, VAL2, VAL3 !HPTCREATE,LINE,3, 444, COORD,0, -3.75, ,!HPTCREATE,LINE,2, 445, COORD, -4.71, -1.82, ,!HPTCREATE,LINE,1, 446, COORD,4.71, -1.82, ,SAVE !保存数据LESIZE,ALL, , ,10, ,1, , ,1, !设置单元大小, 每条弧线划分成10个单元TYPE, 1 !设置将要创建单元的类型MAT, 1 !设置将要创建单元的材料REAL, 1 !设置将要创建单元的几何常数LMESH,1,6,1 !将所有直线划分单元/PNUM, KP, 0 !以下为显示单元编号和颜色/PNUM, ELEM, 1/REPLOT !重新显示SAVETYPE, 2 !设置将要创建单元的类型MAT, 1 !设置将要创建单元的材料REAL, 2 !设置将要创建单元的几何常数E, 1,31 !通过两个节点创建弹簧单元E, 2,32E,3,33E,4,34E,5,35E,6,36E,7,37E,8,38E,9,39E,10,40E,11,41E,12,42E,13,43E,14,44E,15,45E,16,46E,17,47E,18,48E,19,49E,20,50E,21,51E,22,52E,23,53E,24,54E,25,55E,26,56E,27,57E,28,58E,29,59E,30,60Lclear,4,6,1 !清除用于创建地层弹簧单元的外层梁单元LDELE,4, 6,1 ,1 !删除外层直线Finish !返回Main Menu 主菜单/SOL !进入求解器d,31,ux,0,0,60,1,uy, !在“Ux”和“Uy”两个方向的施加约束ACEL, 0, 10, 0, !在Y方向施加重力加速度F, 2 ,Fx, 0 !在节点上施加X方向集中力F, 13 ,Fx, 43554.43356F, 14 ,Fx, 86574.64508F, 15 ,Fx, 128464.6048F, 16 ,Fx, 168285.8813F, 17 ,Fx, 204799.5937F, 18 ,Fx, 236448.4444F, 19 ,Fx, 261396.9365F, 20 ,Fx, 277795.0781F, 21 ,Fx, 283894.0611F, 12 ,Fx, 247397.3915F, 30 ,Fx, 190308.0663F, 29 ,Fx, 149683.6899F, 28 ,Fx, 103226.8339F, 27 ,Fx, 52665.0399F, 26 ,Fx, 0F, 25 ,Fx, -52665.0399F, 24 ,Fx, -103226.8339F, 23 ,Fx, -149683.6899F, 22 ,Fx, -190308.0663F, 1 ,Fx, -247397.3915F, 3 ,Fx, -283894.0611F, 4 ,Fx, -277795.0781F, 5 ,Fx, -261396.9365F, 6 ,Fx, -236448.4444F, 7 ,Fx, -204799.5937F, 8 ,Fx, -168285.8813F, 9 ,Fx, -128464.6048F, 10 ,Fx, -86574.64508F, 11 ,Fx, -43554.43356F, 2 ,Fy, -449636.88 !在节点上施加Y方向集中力F, 13 ,Fy, -441210F, 14 ,Fy, -416229.66F, 15 ,Fy, -375629.1F, 16 ,Fy, -320951.4F, 17 ,Fy, -254238.6F, 18 ,Fy, -178008.6F, 19 ,Fy, -95102.7F, 20 ,Fy, 0F, 21 ,Fy, 82772.64F, 12 ,Fy, 259324.92F, 30 ,Fy, 413398.46F, 29 ,Fy, 454320.04F, 28 ,Fy, 484308F, 27 ,Fy, 502604.08F, 26 ,Fy, 508719.08F, 25 ,Fy, 502604.08F, 24 ,Fy, 484308F, 23 ,Fy, 454320.04F, 22 ,Fy, 413398.46F, 1 ,Fy, 259324.92F, 3 ,Fy, 82772.64F, 4 ,Fy, 0F, 5 ,Fy, -95102.7F, 6 ,Fy, -178008.6F, 7 ,Fy, -254238.6F, 8 ,Fy, -320951.4F, 9 ,Fy, -375629.1F, 10 ,Fy, -416229.66F, 11 ,Fy, -441210SaveNROPT, FULL,, !采用全牛顿－拉普森法进行求解Allsel !选择所有内容Outres, all, all !输出所有内容Solve !求解计算Finish !求解结束返回Main Menu 主菜单SAVE/POST1 !进入后处理器PLDISP, 1 !绘制变形和未变形图。
基于ANSYS隧道施工过程模拟实现
基于ANSYS的隧道施工过程的模拟实现摘要：伴随着岩土力学的发展和计算机性能的提高，有限元法成为发展最迅速的用于隧道结构分析的数值计算方法。
本文以工程实例为依托，研究了ansys有限元分析软件在隧道施工过程中的模拟实现，并着重介绍了起重单元生死的运用，为实际工程应用提供一定参考。
关键词：隧道施工；ansys；模拟；单元生死中图分类号：u45 文献标识码：a一、前言为达到各种不同的使用目的，在山体或地面下修建的建筑物统称为地下工程。
地下工程的设计理论和方法经历了一个相当长的发展过程。
早在19世纪初，地下工程多以砖石材料为衬砌，用木支撑的分部开挖方法进行施工，这种设计的衬砌结构厚度偏大。
20世纪50年代，在地下工程的修建中，喷射混凝土和锚杆作为初期支护得到了广泛的应用，这样的柔性支护使开挖后的洞室围岩有一定的变形，围岩内部的应力重新进行分布，但是围岩能够发挥其稳定性，这样可大大减小衬砌结构的设计厚度。
20世纪60年代，随着计算机技术的发展和岩土本构关系的建立，地下工程结构的设计分析进入了以有限元法为主的计算机数值模拟分析时期。
二、单元生死如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就存在（或消亡）。
单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。
要激活“单元死”的效果，ansys并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其刚度（或传到，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子（estif）。
单元的“出生”并不是将其加到模型中，而是重新激活它们。
三、隧道施工工程模拟的ansys实现（一）初始地应力的考虑在ansys中有两种方法可以用来模拟初始地应力。
第一种是只考虑岩体的自重应力，在分析的第一步，首先计算岩体的自重应力场。
这种方法的不足之处在于计算出的应力场与实际应力场有偏差，而且岩体在自重作用下还产生了初始位移，在继续分析后续施工时，得到的位移结果是累加了初始位移的结果，而现实中初始位移早就结束，对隧洞的开挖没有影响，因此在后面的每个施工阶段分析位移场时，需要减去初始位移场。
ANSYS有限元在模拟隧道暗挖施工中应用
隧道进人大断面后 ， 埋深越 浅 ， 水量 逐 渐加大 ， 渗
渗 水 点 先 是 出露 于 强 风 化 岩 层 ， 后 是 出 露 于 土 岩 分 随
界 面 ， 现形式为面流 。１ 表 ２月 ３日试 验 室 量 测 得 导 坑
险征 兆 ， 切 需 要 重 新 论 证 并 制 定 新 的 开 挖 设 计 迫
ａ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｅａｕ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆ ｖ ｎ ｉ ｔｄ ｅ ｌ ｎ ｎ ｉ ａ ｎ ｌｓｓ ｆ ｒ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｈ ｒｃ ｅｉｉ ｏ ｅ ｔ ａｅ ｍ一 ｎ ｓｃ ｌ
］ｎｍ ｎ ｉ ｅ ａ ｏｔ ０ 【］ Ｃ ｌ ｅ ｏ ｓ ｃｅｃ ｄＴｃｎ ３ ｋ ｃｔｎｐｒ ｆｓｒ ｍ Ｊ ． ｏ ａ ｍｒ ｄＲ ￣ ｎ ｉ ｅａ ｅｈ— Ｓ ｎ ｎ
ｏｏ ｙ Ｏ ４，３ １ ５— １ ４． ｌｇ ，２ Ｏ ８： ６ ８
多年冻土地 区热桩基础 数值分析 结果表 明 ： 热桩
基础 内部的冷储量在 热棒 的作用下 明显增 大 ， 从而增 大基础 抵 抗 外界 温度 的 能力 ， 有效 地 保 持 基 础 的稳 定 。热桩在 工作 年 限之 内， 限愈久 ， 护冻 土 的效 年 保 果愈好 。冻 土上限 由于热棒 的作用保持 在一 定位 置 ， 确保 了基础 的稳 定性。
道连续 发 生 四次爆 管漏 水 事件 ， 隧 道饱 受 漏 水 之 使 患， 使初支之 上 黏土层 经 自来 水反 复浸泡 ， 本接 近 原
饱和（ 含水率 ２ ．％） ７２ 状态 的土层变为 流动状态 ， 完全
丧失 了 自稳 能 力 ， 成 地 表 开 裂下 沉 ， 面 裂缝 宽 造 路
０８ｍ， 道 内 掌 子面 垮 塌 ， 支 开 裂 掉 块 等 一 系 列 危 ．ｃ 隧 初
基于ANSYS的云桂铁路软岩偏压隧道数值模拟与分析
砾状 ，偶夹少量短柱状 ，块状断 口新鲜 ，岩质稍硬 ，属Ⅳ级
软石。
．
８ ２．
隧道范围 内未见明显地质 构造 ，岩层单斜 ，代表性岩层 产状为 Ｎ ２ ／ ８ Ｅ ３ 。ｗ ３ 。Ｎ ；节理裂 隙发育 ，代表性 节理产状 为 Ｅ ｗ ４ 。Ｓ ７ 。Ｅ ９ 。，多为张开型节理 ，节 理面充填 少 — ／ ｏ 、Ｎ ０ ／ ０ 量的粉质黏土。
泛分布于段 内斜坡地表 ，厚 ２ ｍ ～５ ，属Ｉ 级普通 土。 Ｉ Ｉ
（ ）页岩 夹砂岩 ：褐黄色、青灰色 ，薄层状 ，粉砂质结 ２
构，页理极发育 ，节理裂隙发育 。全风化带勘探岩芯呈土柱
状及 饼状 ，可见原岩结构 ，夹有少量 的角砾 ，厚 ０ ｍ ～２ ，属 Ｉ 级硬土 ；强风化带勘探岩芯多呈角砾状夹碎块状 ，属Ⅳ级 Ｉ Ｉ 软石 ，厚 ４ ７ ，Ｃ组填料 ；弱风化带勘探岩芯碎块状夹角 ～１ｍ
道开挖前，设为第 一个 荷载 步，在重 力荷载和边 界约束条件 下，通过 Ａ Ｓ Ｓ 算初 始地应 力状态 下的位移场和应力场 ， ＮＹ 计
结 果 见 图 ３ 图 ４ 和 。 （ 转第 ９ 下 ３页 ）
图 ６ 开挖 支护后应 力等值线云 图 （ 单位 ：Ｐ ａ）
一
８ ３．
转移，而且避 免高温对有效成分 的破坏 。
因为思林 ２ 隧道处于偏压状态所 以位移等值线并不是水平 号 的，而是呈 曲线分布 ，靠近坡脚 的地方水平位移最大 ，而靠 近 山脊 的地方水平位移最 小。而垂直位移从 山脊地表 的处 的 ９ １ｍ逐渐斜 向下变小到 ｌｍ ．ｍ ｍ 。由图 ４可知， 初始地应力 的变 化从左上 到右下逐渐变大 ，最大值 ０１７ １ ａ。 ． × ０Ｐ １
开挖支护后位移场和地应力场模拟结果如 图 ５ 、图 ６ 图 、
ANSYS模拟隧道施工过程应用
１ 模 型 的建立
考虑 自重应力 而忽 略构造 应力 。Ａ ＹＳ具 体有 两种 操作 方法 ： ＮＳ
） 首先计算 出 利用 ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ来 模 拟 隧 道 开 挖 过 程 有 两 种 建 模 方 法 ： ） 立 １把重力作为单独 的一个荷 载步 。在分析 的第一步 ， １建 模型在重力作用下 的应力场 ， 以此应力场作 为后续分 析的初始应 三维模型 ； ） 立二 维模 型， 文采用 后者 建立 有限元模 型 。本 ２建 本 文所 采 用 的模 型 水 平 方 向 上 隧 道 两 边 的 长 度 均 取 洞 跨 的 ５倍 为 力场 。应 当注意的是后 面每 一步分 析得 到 的位移场 都叠 加 了重 力引起 的根本 不存 在 的位移 场 ， 以如果 需要 位移场 的结果 ， 所 要 限， 即计算模 型的水平宽度 为开 挖隧道跨度 的 ７倍 ； 垂直方 向上 ， ） 隧道下方 的距离为洞高的 ３倍 ， 而隧道上方按 实际地形 尺寸 。根 扣除第一 步重 力引起 的位移 场。２ 先在 弹性 范围 内单独对 模型 计算得 到初 始应 力场并将各 节点 的应力 写成一个 据隧道围岩的物理力学 性质 ， 在本 文有 限元计 算 中 ， 围岩材料 采 施加 重力荷载 ， 初始应力 文件。然后重新开始分析 ， 将之前 得到的初始应 力文件 用符合 Ｄ ｕｋ ｒ ｒｇｒ ｒｃｅ— ａｅ 屈服条件 的（） ） 料来 模拟 ， Ｐ ＩＰ材 － 以计算 隧道 作为荷载施加到模型上 。最后 进行接 下来 的计算 。这 种方 结 构 与 地 层 在 开 挖 过 程 中 发 生 的 非 线 性 变 形 特 性 。 Ｄ Ｐ材 料 是 读人 ， － 法计算得 到的应力 场和位移场直接就是所 要的结果 ， 不需要 另行 种理想 弹 塑性 材 料 ， 服 面 不 随着 塑 性 应变 的增 加 而 改变 。 屈
公路隧道开挖的ANSYS三维仿真分析
１ 工程概 况
该公路 隧道位 于山岭地 区 ， 埋深为 ４ ０ｍ～１０ｍ， ０ 两端为Ⅳ类 围岩 ， 中间为 Ｖ类围岩 ， 全长 ５ ０ｍ； ０ 洞内为直线段 ； 为满 足纵 向排 水 的要求 ， 根据 Ｊ Ｊ０ ６９ 路隧道 设计规 范 ， 计纵坡 为 ２ Ｔ ２ —０公 设 ％； 隧道采用 全断面开挖 法， 开挖 隧道 ， 拱顶初 期喷 锚支 护完成 先 待
图 １ 整 体 几 何 模 型 图
． 软件可以很好地模拟初期 支护 、 围岩的变形 、 顶拱下沉等 ， 这对开 ２ ３ 单 元 网格 划分
Ａ ＹＳ网格划 分 过程 包 括 ３个 步骤 ： ） 立 ， 取 单元 资 ＮＳ １建 选 包 Ｔ Ｐ 、 Ｒ ＡＬ） 单 元 材 料 属 性 和 都具有重要的意义 ＿ 。下 面就介 绍 Ａ Ｙ ９ ０软 件在 公路 隧道 料 ， 括单 元 类 型 （ Ｙ Ｅ） 实 常 数 （ Ｅ ２ Ｊ ＮＳ Ｓ ． （ Ｔ）２ 设定 网格建立所需 的参数 ；） ＭＡ ；） ３ 产生 网格【 。 开挖中的三维 仿真分析过程。
分成规则 的网格 。如果源 面由四边形 网格组 成 ， 扫掠 成的体将生 成六面体单元 ； 如果 源面 由三 角形 网格组 成 ， 掠成 的体将 生成 扫 楔形单元 ＿ 。结合本次模 拟的具 体情 况 ， ３ Ｊ 整个 模型并不是 完全的 规则 ， 无法全部做映 射 网格划分 ， 而使用 自由网格对 结果易造 成 很大的误 差 ， 了得 到更理 想 的网格 ， 此本次模 拟 采用扫掠 网 为 因
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第３ ４卷 第 １期
２００８年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ． ４ Ｎｏ １ １３ ．
公路隧道施工过程的数值模拟及ANSYS实现
杀死单元时 ,程序将通过用一个非常小的数乘 以单元的刚度 ,并从总质量矩阵消去单元的质量来 实现“杀死”单元 。无活性的载荷 (压力 、热通量 、热 应变等等) 被设置为零 。隧道开挖时 ,可直接选择将 被开挖掉的单元 ,然后将其杀死 (ekill) ,即可实现开 挖的模拟 。
“施加虚拟支撑力逐步释放法”对隧道施工过程 的模拟连续进行 ,不需要应力和位移的叠加 ,使得分 析过程更为简单 ,也更符合施工实际 。
图 1 “施加虚拟支撑力逐步释放法” 隧道施工过程模拟示意图
2 隧道施工过程模拟的 ANSYS 实现 21 1 初始地应力的模拟
在 AN S YS 程序中 ,有两种方法可用来模拟初 始地应力 ,一种是只考虑岩体的自重应力 ,忽略其构 造应力 ,在分析的第一步 ,首先计算岩体的自重应力 场 。这种方法计算简单方便 ,只需给出岩体的各项 参数即可计算 。不足之处在于计算出的应力场与实 际应力场有偏差 ,而且岩体在自重作用下还产生了 初始位移 ,在继续分析后续施工工序时 ,得到的位移 结果是累加了初始位移的结果 ,而现实中初始位移
在一些情况下 ,单元的生死状态可以根据 AN2 S YS 的计算结果来决定 ,如应力 、应变等 。利用这 一功能 ,在模拟过程中根据计算结果 ,可以将超过许 用应力 (线弹性分析时) 或许用应变 (弹塑性分析时) 的单元杀死 ,以此来模拟围岩或结构的破坏 。
AN S YS 单元生死功能在杀死或激活单元时 , 对单元的内在属性 ,如应力 、位移等 ,作了有效的处 理 。因此使用单元的生死功能来模拟隧道的开挖和 支护 ,比单纯使用“空单元”模拟开挖和改变材料号 来模拟支护更为准确 ,结果更为可靠 。 21 oint 西部交通科技
ANSYS学习的一些心得--隧道开挖的有限元分析
由于水平有限，不足之处，敬请谅解！ANSYS学习的一些心得--隧道开挖的有限元分析推荐的基本参考用书1.《ANSYS7.0基础教程与实例详解》或《ANSYS9.0经典产品基础教程与实例详解》，都是“中国水利水电出版社”的如果要系统地学，最好从基础学起，后面我会具体介绍一下我学习中的一些小小的经验和体会。
2.李权.ANSYS在土木工程中的应用.人民邮电出版社，2005这本书讲的都是实例，基本囊括土木工程中的所有项目，针对每一个实例的操作步骤写的也比较详细。
初学者可以照着练习，但对打基础帮助不大。
关于隧道的那一节，书上的例题考虑材料属性时将岩土简单的设成线性的，而实际工程往往要用非线性来考虑，这就需要再输入材料属性的时候注意了，将岩土材料考虑成弹塑性时，一般材料用Drucker-prager(D-P)屈服条件来输入，具体是在Mainmenu>preprocessor>Material props> MaterialModels,在弹出的对话框中双击structure>Nonliner>Inelastic>Non-metalPlasticity >Drucker-prager，在弹出的对话框中输入粘聚力（cohesion）和内摩擦角(fric angle)，如直接输这两个参数，ansys会提示先输入弹性模量以及泊松比，照常输入弹模和泊松比后即可输入C和φ。
3.ANSYS土木工程应用实例，中国水利水电出版社这本书有很多命令流的介绍，还有一些分析方法的介绍，对后期学命令流操作还是很有用的。
要学习ANSYS的命令流，有这本书帮助会很大。
4.《ANSYS9.0经典产品高级分析技术与实例详解》中国水利水电出版社。
这本书介绍了参数化（APDL）有限元分析技术，优化设计，单元生死技术等，是在学习的提高阶段不错的一本书，在做隧道的开挖模拟时，单元生死技术是很关键的，该书的第四篇对单元生死技术有比较详细的讲解，另外还有个基坑开挖的实例，跟隧道的开挖其实也是同出一辙。
中华文本库 地址
中华文本库地址：/file/staopozu3ucxooivtvczaoxt_1.html第3章ANSYS隧道工程应用实例分析第 3 章 ANSYS 隧道工程中的应用实例分析内容提要本章首先介绍了隧道工程的相关概念；然后介绍了 ANSYS 的生死单元及 DP 材料模型；最后用 2 个实例分别详细描述了用 ANYS 实现隧道结构设计和隧道施工模拟的全过程。
本章重点隧道工程概述隧道施工 ANSYS 模拟的实现 ANSYS 隧道开挖模拟实例分析ANSYS 隧道结构实例分析本章典型效果图第 3 章 ANSYS 隧道工程中的应用实例分析3.1 隧道工程相关概念3.1.1 隧道工程设计模型为达到各种不同的使用目的，在山体或地面下修建的建筑物，统称为“地下工程” 。
在地下工程中，用以保持地下空间作为运输孔道，称之为“隧道” 。
由于地层开挖后容易变形、塌落或是有水涌入，所以在除了在极为稳固地层中且没有地下水的地方以外，大都要在坑道的周围修建支护结构，称之为“衬砌” 。
隧道工程建筑物是埋于地层中的结构物，它的受力和变形与围岩密切相关，支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束，共同作用。
隧道工程所处的环境条件与地面工程是全然不同的，但长期以来都沿用适应地面的工程理论和方法来解决地下工程中所遇到的各类问题，因而常常不能正确地阐明地下工程中出现的各种力学现象和过程，是地下工程长期处于“经验设计”和“经验施工”的局面。
这种局面与迅速发展的地下工程现实极不相称，促使人们努力寻找新的理论和方法来解决地下工程遇到的各种问题。
地下工程的设计理论和方法经历了一个相当长的发展过程。
在 20 世纪 20 年代以前，地下工程支护理论主要有古典的压力理论和散体压力理论，以砖、石头材料作为衬砌，采用木支撑或竹支撑的分部开挖方法进行施工。
此时，只是将衬砌作为受力结构，围岩是看作载荷作用在衬砌结构上，这种设计理论过于保守，设计出的衬砌厚度偏大。
隧道开挖ansys模拟分析
隧道台阶法开挖的有限元模拟分析1.力学模型的建立岩体的性质是十分复杂的，在地下岩体的力学分析中，要全面考虑岩体的所有性质几乎是不可能的。
建立岩体力学模型，是将一些影响岩石性质的次要因素略去，抓住问题的主要矛盾，即着眼于岩体的最主要的性质。
在模型中，简化的岩体性质有强度、变形、还有岩体的连续性、各项同性及均匀性等。
考虑岩石的性质和变形特性，以及外界因素的影响，采用的模型有弹性、塑性、弹塑性、粘弹性、粘弹塑性等。
根据对隧道的现场调查及试验结果分析，围岩具有明显的弹塑性性质。
因此，根据隧道的实际情况，考虑岩体的弹塑性性质，在符合真实施工工序和支护措施的基础上，在数值模拟过程中将计算模型简化成弹塑性平面应变问题，采用Drucker—Prager屈服准则来模拟围岩的非线性并且不考虑其体积膨胀，混凝土材料为线弹性且不计其非线性变形。
对地下工程开挖进行分析，一般有两种计算模型：（1）“先开洞，后加载”在加入初始地应力场前，首先将开挖掉的单元从整体刚度矩阵中删除，然后对剩余的单元加入初始地应力场进行有限元计算。
（2）“先加载，后开洞”这种方法是首先在整个计算区域内作用地应力场，然后在开挖边界上施加反转力，经过有限元计算得到所需要的应力、位移等物理量。
两种方法对线弹性分析而言，所得到的应力场是相同的，而位移场是不同的，模型（2）（即：“先加载，后开洞”）更接近实际情况。
在实际地下工程开挖中部分岩体已进入塑性状态，必须用弹塑性有限元进行计算分析，而塑性变形与加载的路径有关，所以模拟计算必须按真实的施工过程进行，即在对地下工程开挖进行弹塑性数值模拟过程中，必须遵循“先加载，后开洞”的原则。
在有限元法中，求解非线性问题最常采用的方法是常刚度初应力法。
对于弹塑性问题，由于塑性变形不可恢复，应力和应变不再是一一对应的关系，即应力状态与加载路径有关，因此应该用增量法求解。
弹塑性应力增量与应变增量之间的关系可近似地表示为}{}]{[}]){[]([}{][}{0σεεεσd d D d D D d D d p ep +=-== （1） 式中，][D —弹性矩阵，][p D —塑性矩阵。
基于ANSYS的高速公路隧道设计与开挖过程仿真分析
第 ３ 卷第 ４期 ２ ２０ 年 １ 川 ０６ ２
湖
南
交
通
科
技
Ｖｏ． ２ Ｎｏ ４ Ｉ３ ．
ＨＵＮＡ ＯＭＭＵ Ｃ Ｔ Ｏ Ｓ Ｅ Ｎ Ｃ ＮＩ Ａ Ｉ Ｎ ＣＩ ＮＣＥ ＡＮＤ Ｔ ＣＨＮＯＬ Ｅ ＯＧＹ
Ｄ ｃ２ｏ ｅ．ｏ６
梁 的连接 协调 ， 能通 过地 质 条件差 的地 段 。 因此 ， 并
４ 隧道建筑限界：．５Ｉ× ． ； ） ９７ ５０Ｉ ｌ ｌ ｌ ｌ
５ 行 车 方式 ： 向隧 道 ， 向行驶 ； ） 双 单
６ 车行横涮建筑限界 ：． ５０Ｉ； ） ４ ５× ． ｌ ｌ ７ ）人行横 洞建 筑 限 界 ：． ２５ｍ。 ２０× ． 根据上述技术标准 ， 该隧道横断面设计如下 ： 对 修筑 限界净高 ５ ０ ｌ ． ， ｌ Ｉ 净宽 ｌ ． ｌ其 中行 车道宽 ２ ０ ５Ｉ， ｌ × ．５ｍ， 车 道两 侧 设 ０ ５Ｉ 的路 缘 带及 ０ ２ ｌ ３ ７ 行 ． ｌ ｌ ．５Ｉ ｌ
埋 深约 为 ５ ２ ０Ｉ。设 计 为 上 、 行 独 立 的 ２座 ０— ０ ｌ ｌ 下
隧道 ， 充线 长 ｌ ０ ， ０Ｉ 右线长 １ ５ 进 口接线 ５ ｌ ｌ ０ｍ， ５ 径为 ８０Ｉ， ｜接线 半径 为 ｌ ０ ｌ洞 内为直线 ０ 出 ｌ ｌ ｌ ０Ｉ， ７ ｌ
段， 设计 纵坡 为 １５ 。 ．％
１２ 衬砌 内轮廓设计 ． 隧道衬砌设计一般是根据工程地质 、 水文地质 、 围岩类别和施工因素 ， 比类似公路隧道设计经验 类 并进行结构验算后 综合确定 。其 主要考虑 的 因素 有： 衬砌要圆顺 ， 受力要合理 ； 结合运营 ， 衬砌断面要 满足洞内风量和风速的要求 ； 有设置排水沟 、 各种 电 缆沟 、 防管道的空 间； 满足设备 内装修 的净空 ， 肖 有 并充 分 考虑 施 工 时 的 难 易 程 度 。该 隧 道 洞 门 采 用 ２ ５号钢筋混凝土模筑衬砌 ， 洞身采用曲墙 复合式衬 砌并根据具体情况采用锚 固网措施。Ｉ 围岩初 Ｖ类 期支护和二次衬砌设计参数见表 １ 。该隧道采用的
基于ANSYS的铁路隧道开挖过程兰维仿真分析
２ 关键技 术
２ １ 单元的选取 ．
必要 的， 在参数选择合理 的情况下 ， Ｎ Ｙ 软件 可 Ａ ＳＳ
以很好 的模拟初期支护 、 围岩的变形 、 顶拱 下沉等 ， 这对开挖施工工艺 、 选择合理的支护结构 、 进行结构 可靠性分析等方面都具有 重要 的意义 。在分 析 Ｊ
Ａ Ｙ 中提供 了 １０多种单元 类型 ， ＮＳ ５ 根据隧道 结构的不同部分的特点选用合适的单元可以使模型 更加接近工程实际 ， 提高计算精度 ， 减小解题规模。 本次模拟采用 Ｂ ｃ ｎｄ ５实体单元来模拟 Ⅳ围 ｉ ８ ｒ ｋ ｏｅ ４
岩地层和Ⅳ围岩地层中被锚杆加 固的部分 ， 隧道 的
计算过程中可以结合参数化设计语言 Ａ Ｄ Ｐ Ｌ生成命 令流文件， 这是一种 面 向工程 的 、 结构 化 的解释语
言 ， 了分析过程的参数化 ， 实现 使模型修改和工况转 换变得非常简便 、 直观， 提高了工作效率。下面就以
［ 收稿 日期 ］ ２０ ７— ５ ０６— ２ ５ ２
块 。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格 划分工具 ， 用户可以方便地构造有限元模型； 分析计
实际工程来介绍 Ａ Ｓ Ｓ软件在铁路隧道开挖 中的 ＮＹ 三维仿真分析过程 。
１ 工 程概 况
本次仿真所设计的单线铁路隧道具有以下特点：
（ ）隧道位于山区， １ 隧道的两个出口皆为峡谷 ，
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～ —圈幽 叠霍
… … ～ …
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一
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…
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…
…
…
…
山岭隧道受力有限元分析ANSYS实例教学
山岭隧道受力ANSYS有限元分析实例教学目录一、问题重述 (1)二、模型的建立 (3)2.1模型绘制 (3)2.2模型参数选取 (3)2.3模型网格划分 (3)2.4计算外荷载（计算DK5+632断面） (4)2.5施加荷载与约束 (7)三、求解模型与受拉地基弹簧的修正 (8)四、求解结果 (10)4.1弯矩、轴力应力云图 (10)4.2关键节点内力 (10)五、附录 (11)附录1 全部节点等效荷载表 (11)附录2 全部节点内力表 (13)附录3 剪力图 (16)一、问题重述隧道起讫里程为DK4+843.5~DK6+430，全长1586.5m ，DK5+632处采用暗挖法施工，该断面的地层及结构等信息见下图。
(a) 纵断面图（单位：m ）(b) 横断面图（单位：cm ）里程 D K 5+632300°∠65°根据地质资料得：围岩级别为Ⅳ级，隧道上方土体重度依次从上往下取γ1 =18 kN/m3，γ2=23kN/m3。
请采用荷载-结构模式对该断面衬砌结构（仅二次衬砌）进行受力分析：（1）试求隧道围岩压力和有限元模型的等效节点力（不考虑重力）？（要求：单元长度取0.3m，画出单元和节点图，编制表格列出各节点的等效节点力）。
（2）采用有限元软件计算结构内力，绘制弯矩图和轴力图，列出特征部位的内力二、模型的建立2.1模型绘制在ANSYS建模，以二次衬砌中轴线为轮廓，隧道断面模型如下图：图2.1 隧道断面尺寸示意图（cm）二次衬砌采用Beam188梁单元模拟，地基弹簧采用Combin14弹簧单元模拟。
隧道纵向计算长度取为1m，二次衬砌参数选取如下表：2.3模型网格划分单元长度取0.3m，网格划分后，单元图、节点图分别如下：图2.2 离散化-节点图图2.3离散化-单元图2.4外荷载的计算（计算DK5+632断面） 2.4.1 验算坑道高度与跨度之比1232644.3032120.902 1.71232723.553212H B ++++==++++＜式中，H 表示坑道高度，B 表示坑道跨度根据我国《铁路隧道设计规范》，可以采用统计法计算。
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NSEL,ALL $ESEL,ALL $/PBC,ALL,,1 $GPLOT $SOLVE
!*开挖过程模拟
*DO,II,1,10,1
!*选择每个施工阶段挖去的岩土单元，然后将其杀死
ESEL,S,MAT,,3 $NSLE,S
ASEL,S,LOC,Y,Y4 $DA,ALL,UY,0 $ALLS
ASEL,S,LOC,Z,-LENGTH_Z $ASEL,A,LOC,Z,0 $DA,ALL,UZ,0 $ALLSEL
ACEL,,10 !*重力加速度10
!*创建隧道支护控制关键点
K,1,0,0 $K,2,0,3.85 $K,3,0.88,5.5 $K,4,2.45,6.15 $K,5,4.02,5.5 $K,6,4.9,3.85 $K,7,4.9,0
!*创建隧道支护线模型和被挖去的土体面
LARC,1,2,6,8.13 !*两端点，参考点，半径生成弧线
ASEL,S,,,2,3,1 $AMESH,ALL
LSEL,S,,,14 $LESIZE,ALL,,,24 $LSEL,S,,,19,20,1 $LESIZE,ALL,,,6
LSEL,S,,,15,17,2 $LSEL,A,,,8 $LCCAT,ALL $ASEL,S,,,4 $AMESH,ALL
!*设定分析选项
DELTIM,0.1,0.05,0.2 !*时间步长
AUTOTS,ON $PRED,ON !*使用自动时间步长并打开时间步长预测器
LNSRCH,ON $NLGEOM,ON !*打开线性搜索并打开大位移效果
!*创建围岩单元
ASEL,INVERT $APLOT
TYPE,4 $MAT,2 $ASEL,R,,,2,8,1 $EXTOPT,ESIZE,10,0 $VDRAG,ALL,,,,,,25
EXTOPT,ACLEAR,1 $ALLSEL !*源面网格不保存
!*待挖去部分岩石的实体
NROPT,FULL $CNVTOL,F,,0.02,2,0.05 !*设定牛顿-拉普森迭代并设定力收敛条件
!*进行自重应力场计算
ESEL,S,TYPE,,3 $EKILL,ALL !*选择支护壳，然后将其杀死
ESEL,ALL $ESEL,S,LIVE !*选择活单元
!*开挖过程中支护等效应力的变化过程
/DEVICE,VECTOR,0
SET,1,LAST,1 $PLNSOL,S,EQV,0,1 $SET,2,LAST,1 $PLNSOL,S,EQV,0,1
SET,6,LAST,1 $PLNSOL,S,EQV,0,1 $SET,11,LAST,1 $PLNSOL,S,EQV,0,1
*SET,LENGTH_Z,50 !*隧道深度
!*定义单元类型、实常数、材料属性
/PREP7 $ET,1,MESH200,2 $ET,2,MESH200,6 !*3-D线单元2节点、面单元4节点
ET,3,SHELL63 $ET,4,SOLID45 $R,1,TH !*壳的厚度
MP,EX,1,3.0E10 $MP,PRXY,1,0.2 $MP,DENS,1,2700 !*支护材料属性
MP,EX,2,2.5E9 $MP,PRXY,2,0.32 $MP,DENS,2,2200 !*剩余土体的材料属性
MP,EX,3,2.5E9 $MP,PRXY,3,0.32 $MP,DENS,3,2200.1 !*挖去土体的材料属性
NUMMRG,ALL,,,,LOW $NUMCMP,ALL
LSEL,S,,,2,5,1 $LCCAT,ALL $LESIZE,ALL,,,3
LSEL,S,,,9,11,2 $LSEL,A,,,6 $LSEL,A,,,1 $LESIZE,ALL,,,8
LSEL,S,,,8,10,2 $LSEL,A,,,7 $LESIZE,ALL,,,12
/POST1 $/DEVICE,VECTOR,1 $ESEL,S,TYPE,,3
SET,1,LAST,1 $PLNSOL,U,Y,0,1 $SET,2,LAST,1 $PLNSOL,U,Y,0,1
SET,6,LAST,1 $PLNSOL,U,Y,0,1 $SET,11,U,Y,0,1 $PLNSOL,U,Y,0,1
!*定义相关位置参数
FINISH $/CLEAR
*SET,X1,-12 $*SET,Y1,-12 $*SET,W1,28.9 $*SET,H1,30.15 !*几何面2的位置参数
*SET,X2,-25 $*SET,Y2,-12 $*SET,W2,13 $*SET,H2,30.15 !*几何面3的位置参数
!*创建辅助面以及剩余土体的几何面
BLC4,X1,Y1,W1,H1 $BLC4,X2,Y2,W2,H2 !*创建面2和面3
BLC4,X3,Y3,W3,H3 $BLC4,X4,Y4,W4,H4 !*创建面4和面5
/PNUM,AREA,1 $APLOT
!*划分网格
NSEL,R,LOC,Z,0.1-(II-1)*5,-(5.1+(II-1)*5)
ESLN,R,1 $EKILL,ALL
!*选择挖去岩石单元对应的支护壳单元，将其激活
ESEL,S,TYPE,,3 $NSLE,S
NSEL,R,LOC,Z,0.1-(II-1)*5,-(5.1+(II-1)*5)
LSEL,S,,,21,22,1 $LSEL,A,,,7 $ASBL,5,ALL !*用7,21,22三条线分割面
LSEL,S,,,21,24,3 $LSEL,A,,,1 $ASBL,7,ALL !*用1,21,24三条线分割面
LSEL,S,,,22,23,1 $LSEL,A,,,6 $ASBL,8,ALL !*用6,22,23三条线分割面
LSEL,S,,,21,24,1 $LESIZE,ALL,,,10
TYPE,2 $ASEL,S,,,5,8,1 $AMESH,ALL
!*对其余的面进行网格划分
ASEL,S,,,1 $AMESH,1
LSEL,S,,,12,13,1 $LESIZE,ALL,,,8 $LSEL,S,,,15,18,1 $LESIZE,ALL,,,6
LARC,2,3,6,3.21 $LARC,3,4,6,2.22 $LARC,4,5,2,2.22
LARC,5,6,2,3.21 $LARC,6,7,2,8.13 $LARC,7,1,4,6
A,1,2,3,4,5,6,7 !*由7条线生成一个面
LSEL,S,,,1,7,1 $ADRAG,ALL,,,,,,25 $GPLOT
TYPE,3 $REAL,1 $MAT,1
ASEL,S,LOC,Z,-25 $APLOT $LSEL,S,LOC,Z,-25 $LESIZE,ALL,,,10
MSHAPE,0,2D $MSHKEY,1 $AMESH,ALL !*映射网格划分
LSEL,S,LCCA $LDELE,ALL
NUMMRG,ALL,,,,LOW $NUMCMP,ALL $ALLSEL
!*将支护的线模型拉伸成壳模型
K,1000,,,-LENGTH_Z $L,1,1000 !*定义一个辅助关键点和辅助线
/VIEW,1,1,1,1 $/REPLOT
MAT,3 $VDRAG,1,,,,,,25 $EPLOT
NUMMRG,ALL,,,,LOW $NUMCMP,ALL $FINI
!*施加边界条件以及重力加速度
/SOLU $ANTYPE,STATIC
ASEL,S,LOC,X,X2 $ASEL,A,LOC,X,X2+W4 $DA,ALL,UX,0 $ALLS
*SET,X3,16.9 $*SET,Y3,-12 $*SET,W3,13 $*SET,H3,30.15 !*几何面4的位置参数
*SET,X4,-25 $*SET,Y4,-30 $*SET,W4,54.9 $*SET,H4,18 !*几何面5的位置参数
*SET,TH,0.4 !*支护壳的厚度
AOVL,1,2,3,4,5 !*5个面OVERLAP布尔操作
NUMMRG,ALL,,,,LOW $NUMCMP,ALL !*合并重复元素并重新编号
$L,1,8 $L,7,9 $L,6,10 $L,2,11
ESLN,R,1 $EALIVE,ALL
NSLE,S $DDELE,ALL,ALL
ALL $ESEL,S,LIVE
NSLE,S $NSEL,INVERT $D,ALL,ALL
NSEL,ALL $ESEL,ALL $SOLVE
*ENDDO $FINI
! 开挖过程中的支护位移变化过程