ansys隧道荷载结构法命令流及设计师对隧道设计的经验总结
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/prep7
*set,shuxiang,276170 !竖向荷载
*set,zuoce,125500 !水平荷载
*set,youce,-125500
*set,jizhongli,-100000 !地震集中力
*set,uxishu,136.966e6*0.5 !水平弹性抗力系数
*set,vxishu,87.4348e6*0.5 !竖向弹性抗力系数
larc,2,3,1000,2.8
larc,3,4,1000,6.4
larc,4,5,1000,1.04969
larc,5,6,1000,5.2
larc,6,7,1000,5.2
larc,7,8,1000,1.04969
larc,8,9,1000,6.4
larc,9,10,1000,2.8
larc,10,1,1000,2.55
k,4,-2.319721,-2.023237
k,5,-1.648852,-2.71152
k,6,0,-2.98
k,7,1.648852,-2.71152
k,8,2.319721,-2.023237
k,9,2.6,-0.15
k,10,2.04,1.53
k,1000,0,0 !中心点
!画隧道轮廓线
larc,1,2,1000,2.55
z~%
^ZV xBQKg
3、（1地质专业提供进出口横断面图，主要用于确定隧道的进出口里程，是否浅埋偏压等；+wio:==
（2按照地质专业提供的隧道纵断面图划分的围岩级别，套用相应级别的衬砌类型；在特殊地质段落，根据不同的地质情况，考虑一些特殊的工程措施，如进出口一般采用一段大管棚，水量大的地段可以考虑注浆措施，断层破碎带考虑小导管超前支护等等；%k2zsM
f,32,fx,a
!施加重力
acel,,9.8
solve !求解
finish
!进入后处理，定义荷载工况并组合，输出图片和文本文件
/post1
!显示弯矩图
etable,mi,smisc,6
etable,mj,smisc,12
plls,mi,mj,-1
!显示轴力图
etable,fi,smisc,1
etable,fj,smisc,7
allsel !全选
!划分单元
lmesh,all
nplot !显示节点
!加弹簧
!y方向
*do,i,23,40
PSPRNG,i,TRAN,vxishu,,-0.3,, , !tran-直线的
*enddo
PSPRNG,2,TRAN,vxishu,,-0.3,, , !固定结构用的
!x方向
*do,i,15,26
f,i,fx,a
*enddo
*do,i,32,59
a=youce*0.5*abs(ny(i)-ny(i+1))
f,i+1,fx,a
f,i,fx,a
*enddo
f,1,fx,jizhongli !加集中力
!对未循环的节点施加水平荷载
a=youce*0.5*abs(ny(31)-ny(2))
f,31,fx,-a
nsel,r,loc,y,-2.98
d,all,ux !施加水平方向的约束
allsel
fcum,add,, !一定要，使荷载能叠加
Fra Baidu bibliotek!竖向荷载
*do,i,3,15
a=-shuxiang*0.5*abs(nx(i)-nx(i+1))
f,i+1,fy,a
f,i,fy,a
*enddo
*do,i,47,59
a=-shuxiang*0.5*abs(nx(i)-nx(i+1))
!定义单元类型、实常数及材料性质
et,1,beam3
r,1,0.3,0.00225,0.3
mp,ex,1,3.1e10 !弹性模量
mp,dens,1,2500 !密度
mp,prxy,1,0.167 !泊松比
!创建几何模型画点
k,1,0,2.55
k,2,-2.04,1.53
k,3,-2.6,-0.15
f,i+1,fy,a
f,i,fy,a
*enddo
!对未循环的节点施加竖向荷载
a=-shuxiang*0.5*abs(nx(1)-nx(3))
f,3,fy,a
f,1,fy,2*a
f,60,fy,a
!水平荷载
*do,i,3,30
a=zuoce*0.5*abs(ny(i)-ny(i+1))
f,i+1,fx,a
!选择左边的所有线
allsel !选择所有的实体
lsel,s,loc,x,0,-5 !选择左边的所有线:x从0到－5
lcomb,all !合并所选的线
lesize,all,,,30 !把上面合并的线等分30段
!选择右边的所有线
allsel
lsel,s,loc,x,0,5
lcomb,all
lesize,all,,,30
u}$U|Cw-;T
2、隧道的设计计算过程：首先根据地质报告和地质纵断面以及平面图，确定隧道的路线走向，拟定洞门桩号，其次根据具体地质情况划分围岩级别，长隧道还要考虑通风等情况，对于不良地质的特殊设计计算处理；隧道衬砌结构的类型和强度虽然大部分采用经验类比法确定，个人认为仅限于Ⅲ、Ⅳ级以上的围岩，对于隧道的Ⅴ、Ⅵ级别围岩，应根据具体情况计算确定设计支护参数是否合理，浅埋情况应采用荷载结构法计算，对于深埋情况，建议采用地层结构法计算，对于黄土隧道，由于大部分采用矿山法施工，因而其计算中应充分考虑开挖施工过程的顺序，两次衬砌的施作；对于荷载的释放情况（地层结构法），应与施工开挖设计方案配合进行，尤其是前后开挖面的距离等，主要涉及到开挖释放荷载的比例分配。J6Kf
plls,fi,fj,1
!显示变形图
pldisp,1
综合该讨论的各家建议：E+Gea[c
隧道设计流程各家观点：
Ge @d"
1、我们做设计的时候也是这样做的,先用同济曙光采用地层结构法模拟开挖过程,对喷锚支护及开挖方法进行分析,选择一个合适的开挖顺序,然后用荷载结构法计算初衬的变形,和二衬的承载能力和裂缝宽度。在予设计阶段也就计算这么多了，地层结构法计算时也是根据规范取的参数，由于地质勘察报告比较简略没法参考，荷栽结构法计算时依据规范的荷载计算方法，然后根据围岩类别初衬和二衬分别承担一部分计算。~PV>3c3l=
PSPRNG,i,TRAN,uxishu,-0.3,,, ,
*enddo
*do,i,37,48
PSPRNG,i,TRAN,uxishu,0.3,,, ,
*enddo
allsel
finish
!进入求解层，施加荷载，定义荷载步等
/solu
!施加约束
nsel,s,,,2 !选择约束的节点
nsel,s,loc,x,0d
*set,shuxiang,276170 !竖向荷载
*set,zuoce,125500 !水平荷载
*set,youce,-125500
*set,jizhongli,-100000 !地震集中力
*set,uxishu,136.966e6*0.5 !水平弹性抗力系数
*set,vxishu,87.4348e6*0.5 !竖向弹性抗力系数
larc,2,3,1000,2.8
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larc,6,7,1000,5.2
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k,6,0,-2.98
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!画隧道轮廓线
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^ZV xBQKg
3、（1地质专业提供进出口横断面图，主要用于确定隧道的进出口里程，是否浅埋偏压等；+wio:==
（2按照地质专业提供的隧道纵断面图划分的围岩级别，套用相应级别的衬砌类型；在特殊地质段落，根据不同的地质情况，考虑一些特殊的工程措施，如进出口一般采用一段大管棚，水量大的地段可以考虑注浆措施，断层破碎带考虑小导管超前支护等等；%k2zsM
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!施加重力
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solve !求解
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!进入后处理，定义荷载工况并组合，输出图片和文本文件
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!显示弯矩图
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!显示轴力图
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f,i,fx,a
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*do,i,3,15
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mp,dens,1,2500 !密度
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!对未循环的节点施加竖向荷载
a=-shuxiang*0.5*abs(nx(1)-nx(3))
f,3,fy,a
f,1,fy,2*a
f,60,fy,a
!水平荷载
*do,i,3,30
a=zuoce*0.5*abs(ny(i)-ny(i+1))
f,i+1,fx,a
!选择左边的所有线
allsel !选择所有的实体
lsel,s,loc,x,0,-5 !选择左边的所有线:x从0到－5
lcomb,all !合并所选的线
lesize,all,,,30 !把上面合并的线等分30段
!选择右边的所有线
allsel
lsel,s,loc,x,0,5
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u}$U|Cw-;T
2、隧道的设计计算过程：首先根据地质报告和地质纵断面以及平面图，确定隧道的路线走向，拟定洞门桩号，其次根据具体地质情况划分围岩级别，长隧道还要考虑通风等情况，对于不良地质的特殊设计计算处理；隧道衬砌结构的类型和强度虽然大部分采用经验类比法确定，个人认为仅限于Ⅲ、Ⅳ级以上的围岩，对于隧道的Ⅴ、Ⅵ级别围岩，应根据具体情况计算确定设计支护参数是否合理，浅埋情况应采用荷载结构法计算，对于深埋情况，建议采用地层结构法计算，对于黄土隧道，由于大部分采用矿山法施工，因而其计算中应充分考虑开挖施工过程的顺序，两次衬砌的施作；对于荷载的释放情况（地层结构法），应与施工开挖设计方案配合进行，尤其是前后开挖面的距离等，主要涉及到开挖释放荷载的比例分配。J6Kf
plls,fi,fj,1
!显示变形图
pldisp,1
综合该讨论的各家建议：E+Gea[c
隧道设计流程各家观点：
Ge @d"
1、我们做设计的时候也是这样做的,先用同济曙光采用地层结构法模拟开挖过程,对喷锚支护及开挖方法进行分析,选择一个合适的开挖顺序,然后用荷载结构法计算初衬的变形,和二衬的承载能力和裂缝宽度。在予设计阶段也就计算这么多了，地层结构法计算时也是根据规范取的参数，由于地质勘察报告比较简略没法参考，荷栽结构法计算时依据规范的荷载计算方法，然后根据围岩类别初衬和二衬分别承担一部分计算。~PV>3c3l=
PSPRNG,i,TRAN,uxishu,-0.3,,, ,
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!进入求解层，施加荷载，定义荷载步等
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!施加约束
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nsel,s,loc,x,0d