隧道工程报告

1、隧道工程程课程设设计工程概况况末地区一一暗挖双双线马蹄蹄形隧道道，埋深深h=660m，围岩等等级为vv级，地地层平均均容重116.00 kNN/m33。宽度BB=133.088m，隧隧道采用用复合式式衬砌形形式，衬衬砌厚度度为0.55m，配筋采采用222000mm，钢材采采用HRRB3335，钢钢筋保护护层厚度度50mmm。计算衬砌结构构的计算算模型隧道工程程建筑物物是埋置置于地层层中的结结构物，它的受受力和变变形与围围岩密切切相关，支护结结构与围围岩作为为一个统统一的受受力体系系相互约约束，共共同工作作。这种种共同作作用正是是地下结结构与地地面结构构的主要要区别。根据本本工程浅浅埋及松松散地

2、层层的特点点，使用用阶段结结构安全全性检算算采用“荷载结构”模式，即将支支护和围围岩分开开考虑，支护结结构是承承载主体体，围岩岩作为荷荷载的来来源和支支护结构构的弹性性支承。支护结结构与围围岩的相相互作用用是通过过弹性支支承对支支护结构构施加约约束来实实现的。图1 计算模型计算模型型中，二二衬结构构采用弹弹性平面面梁单元元模拟，弹性抗抗力以及及隧底地地基均采采用弹簧簧单元模模拟。组组合荷载载根据不不同作用用方向分分别转换换成等效效节点力力施加在在相应的的单元结结点上。具体计计算模型型见图11。2、荷载载计算围岩压力力计算参参照课本本中有关关我国铁铁路隧道道推荐的的方法进进行确定定（双线线隧道）

3、或参照照铁路路隧道设设计规范范，深深浅埋分分别计算算。按破坏阶阶段设计计计算垂垂直压力力公式：q=r x hhq = 0.445 xx 2(s-1) x rr x w式中： hq等效效荷载高高度值S围围岩级别别r围围岩的容容重w宽宽度影响响系数，其值为为w=11+i（B-55）计算得， q=0.445x22(55-1)x1660000 x1.805=22.08228166e5N/mm水平均布布松动压压力系数数取0.4，则ee=0.4q=00.833312264ee5N/mANSYYS操作作命令流流!荷载结构构方法计计算(马马蹄形断断面）finiish !退退出当前前处理程程序 /cleear

4、!清清除以前前数据,重新开开始一个个新的分分析/COMM,Sttruccturral !定定义分析析类型,结构分分析(热热分析、流体分分析等) /preep7 !进进入前处处理器*AFUUN,ddeg !定定义角度度单位为为度（缺缺省为弧弧度，RRAD）! 定义义建模及及材料参参数的一一些变量量值*sett,Pyy,2.08228166e5 !定义义垂直围围岩压力力大小（若有地地表荷载载加地表表荷载值值）*sett,pxx1,00.833312264ee5*sett,pxx2,00.833312264ee5*sett,cyylxssh,00.4 !定定义侧压压力系数数*sett,cyyl,PP

5、y*ccylxxsh !水水平侧压压力*sett,CQQHD,0.555 !定定义初支支或二衬衬厚度*sett,CQQDYCCD,00.1005 !定定义梁单单元长度度参数及及弹簧单单元面积积（梁单单元长度度与弹簧簧单元面面积相等等）*sett,CQQETXXML,31ee9 !定定义衬砌砌（初支支或二衬衬）的弹弹性模量量*sett,CQQUBSSB,00.2 !定定义衬砌砌的泊松松比*sett,WYYTXKKL,1100ee6 !定定义围岩岩的弹性性抗力系系数*sett,WYYMD,16000 !定定义围岩岩的密度度*sett,CQQMD,25000 !定定义衬砌砌的密度度!定义单单元类型型

6、及材料料属性及及单元实实常数et,11,beeam33 !定定义1号号单元为为梁单元元mp,eex,11,CQQETXXML !定定义1号号材料的的弹性模模量 mp,pprxyy,1,CQUUBSBB !定定义1号号材料的的泊松比比mp,ddenss,1,CQMMD !定定义1号号材料的的密度R,1,CQHHD,11/122*CQQHD*CQHHD*CCQHDD,CQQHD !1-实实常数号号；第一一个参数数为梁截截面的面面积；第第二个参参数为梁梁单元的的转动惯惯量；第第三个参参数为梁梁高。!建立几几何模型型!创建关关键点k,1,0,-4.7720225, !kk-点命命令；11-点号号；坐标

7、标（x,y,zz)k,2,2.3377885,-4.5524997,k,3,4.6691999,-3.9944337,k,4,5.7784002,-3.2263445,k,5,6.4460770,-2.1168777,k,6,6.7725884,-1.0098776,k,7,6.8815,0,k,8,4.8818993,44.8118933,k,9,0,66.8115,k,100,-44.8118933,4.818893,k,111,-66.8115,00,k,122,-66.7225844,-11.0998766,k,133,-66.4660700,-22.1668777,k,144,-55

8、.7884022,-33.2663455,k,155,-44.6991999,-33.9444377,k,166,-22.3777855,-44.5224977,!二衬轴轴线larcc,1,3,22 !三点点画圆弧弧：起点点-终点点中间间点 最最好全按按逆时针针画，弯弯矩及轴轴力的方方向一致致larcc,3,5,44larcc,5,7,66larcc,7,9,88larcc,9,11,10larcc,111,133,122larcc,133,155,144larcc,155,1,16!设置线线单元材材料属性性，划分分单元(初支单单元)lsell,s,11,8 !LLSELL,Tyype,Ite

9、em,CCompp,VMMIN, VMMAX,VINNClATTT,1,1,11 !给给线单元元付材料料号、实实常数、单元类类型号 LATTT, MATT, RREALL, TTYPEE, EESYSSMSHKKEY,1 !设设置单元元为映射射单元（单元比比较规则则）lesiize,1,CCQDYYCD !LLESIIZE, NLL1, SIZZE, ANGGSIZZ, NNDIVV, SSPACCElesiize,2,CCQDYYCDlesiize,3,CCQDYYCDlesiize,4,CCQDYYCDlesiize,5,CCQDYYCDlesiize,6,CCQDYYCDlesiize,

10、7,CCQDYYCDlesiize,8,CCQDYYCDlsell,allllmessh,aall !划划分线单单元 nummmrg,alll,loow !所有号号数从11开始numccmp,nodde,eeordd !压缩节节点号并并排序!施加水水平弹簧簧支撑单单元（在在梁单元元的每个个节点上上分别产产生水平平方向弹弹簧单元元）*do,i,22,1995 !doo循环，要对应应下面一一个*EEDNDDOa1=aabs(ny(i-11)-nny(ii+1)*WWYTXXKL !计计算节点点i-11和节点点i+11之间yy的变化化量*弹弹性抗力力kx=aa1/22PSPRRNG,i,TTRANN

11、,kxx,0.2, !PSPPRNGG, NNLOCC, TTYPEE, KK, DDX, DY, DZZ, EELEMM !弹簧单单元,节节点号,平移,弹性系系数,弹弹簧水平平长度 产生水水平弹簧簧*endddo*do,i,1197,3899 !ddo循环环，要对对应下面面一个*EDNNDOa1=aabs(ny(i-11)-nny(ii+1)*WWYTXXKL !计计算节点点i-11和节点点i+11之间yy的变化化量*弹弹性抗力力kx=aa1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kxx,-00.2, !PSSPRNNG, NLOOC, TYPPE, K, DX, DYY, DDZ, ELE

12、EM !弹簧簧单元,节点号号,平移移,弹性性系数,弹簧水水平长度度 产生生水平弹弹簧*endddoa1=aabs(ny(3899)-nny(11)*WYTTXKLL !计算节节点3990上的的弹性抗抗力kx=aa1/22PSPRRNG,3900,TRRAN,kx,-0.2,!施加竖竖直弹簧簧支撑单单元（在在梁单元元的每个个节点上上分别产产生竖直直方向弹弹簧单元元）b1=aabs(nx(3900)-nnx(22)*WYTTXKLL !计算节节点1上上的弹性性抗力ky=bb1/22PSPRRNG,1,TTRANN,kyy,-0.22,*do,i,22,944 !ddo循环环，要对对应下面面一个*E

13、DNNDOb1=aabs(nx(i-11)-nnx(ii+1)*WWYTXXKL !计计算节点点i-11和节点点i+11之间xx的变化化量*弹弹性抗力力ky=bb1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kyy,-0.22, !PSSPRNNG, NLOOC, TYPPE, K, DX, DYY, DDZ, ELEEM !弹簧单单元,节节点号,平移,弹性系系数,弹弹簧水平平长度 产生水水平弹簧簧*endddo*do,i,995,2297 !do循循环，要要对应下下面一个个*EDDNDOOb1=aabs(nx(i-11)-nnx(ii+1)*WWYTXXKL !计计算节点点i-11和节点点i+1

14、1之间xx的变化化量*弹弹性抗力力ky=bb1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kyy,00.2, !PSPPRNGG, NNLOCC, TTYPEE, KK, DDX, DY, DZZ, EELEMM !弹簧单单元,节节点号,平移,弹性系系数,弹弹簧水平平长度 产生水水平弹簧簧*endddo*do,i,2298,3899 !ddo循环环，要对对应下面面一个*EDNNDOb1=aabs(nx(i-11)-nnx(ii+1)*WWYTXXKL !计计算节点点i-11和节点点i+11之间xx的变化化量*弹弹性抗力力ky=bb1/22PSPRRNG,i,TTRANN,kyy,-0.22, !P

15、SSPRNNG, NLOOC, TYPPE, K, DX, DYY, DDZ, ELEEM !弹簧单单元,节节点号,平移,弹性系系数,弹弹簧水平平长度 产生水水平弹簧簧*endddob1=aabs(nx(2899)-nnx(11)*WYTTXKLL !计算节节点1上上的弹性性抗力ky=bb1/22PSPRRNG,3900,TRRAN,ky,-00.2,!施加边边界条件件与围岩岩压力/sollu !进入入求解器器计算!nseel,ss,1 !选择择约束的的节点,仰拱中中间节点点!d,aall,ux !施加加水平方方向的约约束allsselfcumm,addd, !一定要要，使荷荷载能叠叠加 !竖

16、向荷荷载（yy方向压压力，最最大跨度度以上节节点施加加竖向荷荷载，换换算成节节点荷载载，在节节点上施施加）*do,i,995,2297 !在9962298号号节点施施加竖向向围岩压压力a=-PPy*00.5*abss(nxx(i-1)-nx(i+11) !计算算作用在在节点上上的节点点力f,i,fy,a*endddo !水平向向荷载（X方向向压力，全部节节点施加加水平荷荷载，换换算成节节点荷载载，在节节点上施施加）*do,i,22,1995 !在221995号节节点施加加水平围围岩压力力a=-(px11+(ppx2-px11)/(ny(1966)-nny(11)*(nyy(1996)-ny(i

17、)*aabs(nY(i-11)-nnY(ii+1)*00.5f,i,fX,a*endddo*do,i,1196,3899 !在11973899号节点点施加水水平围岩岩压力a=(ppx1+(pxx2-ppx1)/(nny(1196)-nyy(1)*(ny(1966)-nny(ii)*abbs(nnY(ii-1)-nYY(i+1)*0.5f,i,fX,a*endddoa=(ppx1+(pxx2-ppx1)/(nny(1196)-nyy(1)*(ny(1966)-nny(3390)*abss(nYY(3889)-nY(1)*0.5f,3990,ffX,aa!设定重重力加速速度ACELL,0,9.88

18、,0, !重重力加速速度以向向下位置置，不用用加负号号ALLSSEL,ALLL finiish!删除轴轴力为拉拉力的弹弹簧单元元/preep7 *do,i,3391,4233 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo*do,i,4492,6777 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo *do,i,7746,7788 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo *do,i,8873,10775 EDELLE, iiNDELLE, ii*endddo !进入入求解器器计算/sollutimee,1 !定义时时间步OUTRRES,ALLL,LAAST, !

19、设置输输出选项项solcconttroll,0,0 !设置是是否为非非线性求求解nlgeeom,1 !大变形形开关 PIVCCHECCK,11 !如果不不收敛，计算退退出neqiit,1100, !非线性性求解，平衡力力最大迭迭代次数数autoots,1 !自动步步长nsubbst,5 !子步数数kbc,0 !指定荷荷载按线线性增加加ESELL,ALLLNSELL,ALLLsolvve !求解savee,jgg,dbb !将将第一时时间步的的计算结结果保存存!进入后后处理器器，对结结果进行行后处理理/POSST1ESELL,s,TYPPE,1NSLEE,s,ALLL etabbel,ni,smiisc,1 !定义梁梁i节点点的轴力力 etabbel,nj,smiisc,7 !定义梁梁j节点点的轴力力etabbel,mi,smiisc,6 !定义梁梁i节点点的弯矩矩etabbel,mj,smiisc,12 !定义梁梁j节点点的弯矩矩etabble,Qi,smiisc,2 !定义梁