ANSYS地铁明挖和暗挖隧道施工过程仿真分析

5 普通暗挖法施工三维数值模拟 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 有限元模型建立 启动程序 /TITLE，Mechanical analysis on sectional metro tunnel based on mine method ! 确定分析标 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 /NOPR !菜单过滤设置 /PMETH，OFF，0 KEYW，PR_SET，1 KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单 单元参数和几何参数定义 （1）定义相关几何参数。 Fini iu /cle *set,x1,-12 !以下为面2的几何参数，该面为矩形，最左下角顶点 !坐标为x1和y1，矩形的宽度为w1、高为h1。 *set,y1,-12 !所有长度单位为m *set,w1,28.9 *set,h1,30.15 *set,x2,-25 !面3的几何参数 *set,y2,-12 *set,w2,13 *set,h2,30.15 *set,x3,16.9 !面4的几何参数 *set,y3,-12 *set,w3,13 *set,h3,30.15 *set,x4,-25 !面5的几何参数 *set,y4,-30 *set,w4,54.9 *set,h4,18 *set,th,0.4 !支护结构的厚度 *set,length_z,50 !隧道纵向的长度，这里为了简化计算，只是说明应用情况， !取纵向长度为50m，每天开挖5米，10天施工完成。 （3）定义单元类型、实常数、材料属性。 /prep7 et,1,mesh200,2 !3-D线单元2节点 et,2,mesh200,6 !3-D面单元4节点 et,3,SHELL63 !用于模拟支护结构的壳单元 et,4,SOLID45 !用于模拟围岩的三维实体单元 r,1,th !壳单元的厚度，单位 ！定义材料属性 mp,ex,1,3.0e10 !支护结构材料属性，弹性模型，单位Pa mp,prxy,1,0.2 mp,dens,1,2700 mp,ex,2,2.5e8 !围岩材料属性 mp,prxy,2,0.32 !泊松比，无单位 mp,dens,2,2200 mp,ex,3,2.5e8 !开挖部分土体的材料属性与围岩材料一样 mp,prxy,3,0.32 mp,dens,3,2200 !材料密度，单位kg/m3 save !保存数据库 建立几何模型 （1）创建隧道支护结构上的关键点。 k,,0,0 !关键点的序号暗默认值从小到大递增，坐标为0和0 k,,0,3.85 k,,0.88,5.5 k,,2.45,6.15 k,,4.02,5.5 k,,4.9,3.85 k,,4.9,0 !创建的关键点如图8-7所示。 Save !保存数据库 （2）创建隧道支护结构线和被挖去部分土体面。 larc,1,2,6,8.13 !由两个端点（K1和K2），曲率中心上的任意一点（K6）以及 !半径8.13m生成一条弧线 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条圆弧线生成被挖去部分土体面，如图8-8和图8-9所示。 Save !保存数据库 （3）创建围岩面。 Blc4,x1,y1,w1,h1 !创建面2，创建矩形截面！ Blc4,x2,y2,w2,h2 !创建面3 Blc4,x3,y3,w3,h3 !创建面4 Blc4,x4,y4,w4,h4 !创建面5 /pnum,area,1 !显示面编号 Aplot !显示面 Save !保存数据库，所有的面如图8-10所示。 （4）对面进行布尔操作。 aovl,1,2,3,4,5 !对5个面进行重叠操作 ！面交迭 nummrg,all,,,,low !合并重复各元素并保留低编号号码 numcmp,all !压缩各元素编号号码 Save !保存数据库，经过布尔运算后的面如图8-11所示。 （5）进一步划分面5，即支护结构上的关键点1，2，6，7与面5的四个角点连成线，然后再用这些4条线将面5分割为4个面，以便可以用映射进行面的网格划分。 l,1,8 !通过两个关键点创建从四个角点上连接出四条直线 l,7,9 l,6,10 l,2,11 lsel,s,line,,21,22,1 !选择线21到22 lsel,a,line,,7 !再选择线7 asbl,5,all !进行布尔操作，用所选择的7,21,22三条线分割面5 lsel,s,line,,21,24,3 ！后面这个3到底是什么意思？？？？ !3是增量的意思！表示这一次选择色是21，24两条线。 lsel,a,line,,1 asbl,7,all !用7,21,24三条线分割面 lsel,s,line,,22,23,1 lsel,a,line,,6 asbl,8,all !用6,22,23三条线分割面 nummrg,all,,,,low !合并重复各元素并保留低编号号码 numcmp,all !压缩各元素编号号码 Save !保存数据库，经过线分割面布尔运算后的面5如图8-12所示。 建立网格模型 （1）设置隧道支护结构所划分的单元数及其周围四个面的网格划分。 lsel,s,line,,2,5,1 !选择线2～5这个命令与上个比较有和不同？？！这是选择2，3，4，5四条线的意思。。 LCCAT,all !将线2~5暂时叠加为一条线 lesize,all,,,3 !将4条线的单元数均设置为3 lsel,s,line,,9,11,2 !选择线9和12 lsel,a,line,,6 !再选线6 lsel,a,line,,1 !再选线1 lesize,all,,,8 !设置单元数为8 lsel,s,line,,8,10,2 !选择线8和10 lsel,a,line,,7 !再选线7 lesize,all,,,12 !设置单元数为12 lsel,s,line,,21,24,1 !选择线21～24 lesize,all,,,10,2 !设置单元数为10，比率为2，从里面到外侧单元长度越来越长 type,2 !选择单元类型2 asel,s,area,,5,8,1 !选择面5～8 amesh,all !对面5~8进行网格划分 Save !保存数据库，划分好的面单元网格如图8-13所示。 （2）对其他面进行网格划分。 asel,s,area,,1 !选择面1 amesh,1 !对面1进行网格划分 lsel,s,line,,12,13,1 !选择线12和13 lesize,all,,,8 !设置单元数为8 lsel,s,line,,15,18,1 !选择线15～18 lesize,all,,,6,2 !设置单元数为6，比率为2 asel,s,area,,2,3,1 !选择面2和3 amesh,all !对面2和3进行网格划分 lsel,s,line,,14 !选择线14 lesize,all,,,24 !设置单元数为24 lsel,s,line,,19,20,1 !选择线19和20 lesize,all,,,6,2 !设置单元数为6，比率为2 lsel,s,line,,15,17,2 !选择线15和17 lsel,a,line,,8 !再选择线8 LCCAT,all !对线进行叠加操作 asel,s,area,,4 !选择面4 amesh,all !对面4进行网格划分 LSEL,s,LCCA !选择叠加的线 LDELE,all !删除前面暂时整合在一起的线 nummrg,all,,,,low !合并重复各元素并保留低编号号码 numcmp,all !压缩各元素编号号码 Save !保存数据库，所有面单位网格模型如图8-14所示。 （3）将线模型拉伸成壳单元网格模型。 Allsel !选择所有的元素 k,1000,,,-length_z !定义一个辅助关键点 l,1,1000 !定义一条辅助线 /view,1,1,1,1 !设置为三维模型显示 /replot !刷新显示区 EXTOPT,ESIZE,10,0, !在拉伸线上设置成10个单元 LSEL,S,LINE,,1,7,1 !选择线1～线7 ADRAG,all,,,,,,25 !沿着线25拉伸线1～线7 Gplot !更新显示内容 type,3 !选择单元类型3，表示壳单元 real,1 !选择壳单元实常数 mat,1 !选择壳单元实材料常数 ASEL,S,loc,z,-25 !选择z= -25的面 APLOT !显示面 lsel,s,loc,z,-25 !选择z= -25的线 lesize,all,,,10 !设置单元数为10 MSHAPE,0,2D !设置单元为2D MSHKEY,1 !采用四边形单元 amesh,all !对选择的面划分单元 Save !保存数据库，几何模型如图8-15所示，面单位网格模型如图8-16所示。 （4）创建围岩实体单元。 ASEL,invert !对面元素进行反向选择操作，得到当前有效面为Z=0的面 Aplot !显示面 EXTOPT,ESIZE,10,0, !由面拉伸成体的相关属性设置，拉伸方向设置成10个单元 EXTOPT,ACLEAR,1 !清除面单元（被拉伸的面单元） TYPE,4 !设置单元类型4，围岩实体单元 MAT,2 !设置单元材料常数为2 asel,r,area,,2,8,1 !选择面2～面8 VDRAG,all,,,,,,25 !沿着线25拉伸面2～面8，为周围围岩实体单元网格 Allsel !选择所有元素 MAT,3 !设置单元材料常数为3 VDRAG,1,,,,,,25 !沿着线25拉伸面1，为被挖掉围岩部分实体单元网格 EPLOT !显示单元网格 nummrg,all,,,,low !合并重复各元素并保留低编号号码 numcmp,all !压缩各元素编号号码 finish !返回到上一节主菜单 /solu !进入求解器 antype,static !设置分析类型为静态分析 Save !保存数据库，拉伸完毕后的模型如图8-17所示。 加载与求解 加载与自重应力场求解 （1）施加边界条件以及重力加速度。 asel,s,loc,x,x2 !选择左侧面 asel,a,loc,x,x2+w4 !选择右侧面 da,all,ux,0 !对左右面上所有节点施加x方向位移约束 allsel !选择所有元素 asel,s,loc,y,y4 !选择底面 da,all,uy,0 !对底面上所有节点施加y方向位移约束 allsel !选择所有元素 asel,s,loc,z,-length_z !选择后面 asel,a,loc,z,0 !选择前面 da,all,uz,0 !对前后面上所有节点施加z方向位移约束 allsel !选择所有元素 acel,,10 !施加重力加速度 Save !保存数据库，带边界条件的有限元模型如图8-19所示。 （2）设定分析选项。 deltim,0.1,0.05,0.2 !时间步设置，总长0.1，最小0.05，最大0.2 autots,on !使用自动时间步 pred,on !打开时间步长预测器 lnsrch,on !打开线性搜索 nlgeom,on !打开大位移效果 nropt,full !设定牛顿-拉普森选项 cnvtol,f,,0.02,2,0.5 !设定力收敛条件 Save !保存数据库 （3）初始地应力的计算。 ！经典的几步好好体会！ esel,s,type,,3 !选择单元类型3（壳单元） ekill,all !杀死单元类型3，即在隧道未修建前的自重应力场中不存在壳单元 esel,all !选择所有元素 esel,s,live !选择活单元，即所有围岩实体单元 nsle,s !选择生单元上的节点 nsel,invert !反向选择，即选择了死单元上的节点 d,all,all !将死单元上的节点约束所有位移，使其不参与矩阵运算 nsel,all !选择所有节点 esel,all !选择所有单元 Save !保存数据库 solve !进行自重地应力场模拟计算 Save !保存数据库 开挖过程的模拟分析 基本思路：将开挖部分土体设置为“死属性”，同时激活支护结构壳单元。采用循环语句来实现，假设每天开挖进尺5m，共50m需要10天完成施工。其命令流如下： ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ *do,ii,1,10,1 !循环开始 !以下进行土体的开挖操作，先选择每次开挖的围岩单元，然后将其赋予“死属性” esel,s,mat,,3 nsle,s nsel,r,loc,z,0.1-(ii-1)*5,-(5.1+(ii-1)*5) esln,r,1 ekill,all !以下进行支护结构的施加操作，先选择支护结构壳单元，然后将其赋予“生属性” esel,s,type,,3 nsle,s nsel,r,loc,z,0.1-(ii-1)*5,-(5.1+(ii-1)*5) esln,r,1 ealive,all nsle,s ddele,all,all !将定义的约束条件删除 !选择生单元，即包括支护结构壳单元和未开挖部分围岩实体单元 esel,all esel,s,live nsle,s !反向选择，并将死单元上的节点约束所有自由度 nsel,invert d,all,all, nsel,all !选择所有节点 esel,all !选择所有单元 solve !求解 *enddo !循环结束 ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ Finish !返回到上一节主菜单 Save !保存数据库 后处理 支护结构位移 /post1 !进入后处理器 /DEVICE,VECTOR,1 ESEL,S,type,,3 !选择单元类型3（支护结构壳单元） SET,1,LAST,1, !设置自重应力场计算步set从结果文件中读出所指定的数据 PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向的位移 SET,2,LAST,1, !设置第1次开挖进尺计算步 PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向的位移 SET,6,LAST,1, !设置第5次开挖进尺计算步 PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向的位移 SET,11,LAST,1, !设置第10次开挖进尺计算步 PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向的位移 Save !保存数据库 支护结构等效应力 /DEVICE,VECTOR,0 SET,1,LAST,1, !设置自重应力场计算步 PLNSOL,S,EQV,0,1 !绘制等效应力 SET,2,LAST,1, !设置第1次开挖进尺计算步 PLNSOL,S,EQV,0,1 !绘制等效应力 SET,6,LAST,1, !设置第5次开挖进尺计算步 PLNSOL,S,EQV,0,1 !绘制等效应力 SET,11,LAST,1, !设置第10次开挖进尺计算步 PLNSOL,S,EQV,0,1 !绘制等效应力 Save !保存数据库 不同计算步下支护结构壳的等效应力如图8-24～图8-27所示，图中的单位为Pa。由于在自重应力场的计算中，支护结构壳单元未参与计算，故其等效应力步存在。 明挖法施工过程仿真分析 有限元模型建立 （1）确定分析标题和类型 /TITLE，Mechanical analysis on sectional metro tunnel based on cut and cover !确定分析标题 /NOPR !菜单过滤设置 /PMETH，OFF，0 KEYW，PR_SET，1 KEYW，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 （2）定义单元类型、几何参数和材料常数。 /PREP7 !进入前处理器 ET,1,PLANE42 !设置实体单元类型，用于模拟围岩 KEYOPT,1,1,0 ！一号单元的第一个属性值是0 ！具体性质看单元的说明 KEYOPT,1,2,0 KEYOPT,1,3,2 !设置为平面应变模式keyopt怎么用啊，后面的参数！啥意思？？？ KEYOPT,1,5,0 KEYOPT,1,6,0 ET，2，BEAM3 !设置梁单元类型，用于模拟临时支撑，连续墙和隧道衬砌结构 R,1,0.2, 6.67 e-4,0.2, , , , !设置梁单元几何常数（连续墙） R,2,0.108, 1.2 e-5,0.003, , , , !设置梁单元几何常数（临时支撑） R,3,0.5, 1.0417 e-2,0.5, , , , !设置梁单元几何常数（隧道衬砌结构） MPTEMP,,,,,,,, ! MP,MPDATA这两个命令有什么区别？？ MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,0.008e9 !输入弹性模量（围岩） MPDATA,PRXY,1,,0.38 !输入泊松比（围岩） MPDATA,DENS,1,,1800 !输入密度（围岩） TB,DP,1,,, !采用DP准则进行弹塑性分析 TBMODIF,1,1,0.04e6 !输入凝聚力（围岩） TBMODIF,1,2,15.8 !输入摩擦角（围岩） TBMODIF,1,3, MPDATA,EX,2,,25.5e9 !输入弹性模量（地下连续墙）注意中间是两个逗号 MPDATA,PRXY,2,,0.2 !输入泊松比（地下连续墙） MPDATA,DENS,2,,2500 !输入密度（地下连续墙） MPDATA,EX,3,,200e9 !输入弹性模量（临时支撑） MPDATA,PRXY,3,,0.3 !输入泊松比（临时支撑） MPDATA,DENS,3,,7800 !输入密度（临时支撑） MPDATA,EX,4,,200e9 !输入弹性模量（隧道衬砌结构） MPDATA,PRXY,4,,0.3 !输入泊松比（隧道衬砌结构） MPDATA,DENS,4,,7800 !输入密度（隧道衬砌结构） SAVE !保存数据库 建立几何模型 （1）创建关键点。 K, ,0,0,0, !创建关键点，共25个 K, ,-2.6,0,0, K, ,2.6,0,0, K, ,2.6,3,0, K, ,-2.6,3,0, K, ,-2.6,5.5,0, K, ,2.6,5.5,0, !以上6个点为隧道周围关键点 K, ,2.6,8,0, K, ,-2.6,8,0, K, ,-2.6,10.5,0, K, ,2.6,10.5,0, K, ,2.6,-9.5,0, K, ,-2.6,-9.5,0, !以上6个点为地下连续墙上的关键点 K, ,-20,-9.5,0, K, ,20,-9.5,0, K, ,20,0,0, K, ,-20,0,0, K, ,-20,3,0, K, ,20,3,0, K, ,20,5.5,0, K, ,-20,5.5,0, K, ,-20,8,0, K, ,20,8,0, K, ,20,10.5,0, K, ,-20,10.5,0, !以上12个点为左右边界上的关键点 SAVE !保存数据库 （2）创建线。 LSTR, 2, 3 !通过两关键点画直线，共38条线 LSTR, 3, 4 LSTR, 4, 7 LSTR, 7, 6 LSTR, 6, 5 LSTR, 5, 2 !以上6条线为隧道上的线 LSTR, 5, 4 !为隧道中的横撑线 LSTR, 7, 8 LSTR, 8, 11 LSTR, 10, 9 LSTR, 9, 6 LSTR, 2, 13 LSTR, 12, 3 !以上6条线为地下连续墙上的线 LSTR, 9, 8 LSTR, 10, 11 LSTR, 14, 13 LSTR, 13, 12 LSTR, 12, 15 LSTR, 15, 16 LSTR, 16, 19 LSTR, 19, 20 LSTR, 20, 23 LSTR, 23, 24 LSTR, 24, 11 LSTR, 10, 25 LSTR, 25, 22 LSTR, 22, 21 LSTR, 21, 18 !以上15条线隧道计算边界上的 LSTR, 18, 17 LSTR, 17, 14 LSTR, 17, 2 LSTR, 18, 5 LSTR, 21, 6 LSTR, 22, 9 LSTR, 8, 23 LSTR, 7, 20 LSTR, 4, 19 LSTR, 3, 16 !以上10条线为区域分割线 /PNUM,KP,0 !不显示关键点编号 /PNUM,LINE,1 !显示线编号 /PNUM,AREA,0 !不显示面编号 /PNUM,VOLU,0 !不显示体编号 /PNUM,NODE,0 !不显示节点编号 /PNUM,ELEM,0 !不显示单元编号 /REPLOT !重新绘制 LPLOT !绘制线图，带编号，如图8-30所示。 SAVE !保存数据库 （3）创建面。本次的计算区域为横向130m，竖向为60m，即左右两侧计算边界为4倍左右双线隧道总跨度，下部边界为2倍隧道总高度。 Al, 1, 2, 7, 6, !采用线创建面，依次创建15个面 Al, 3, 4, 5, 7, !以上2个面为隧道所在的面 Al, 4, 8, 14, 11, Al, 9, 15, 10, 14, !以上2个面为明挖土体所在的面 Al, 17, 13, 1, 12, !为隧道下方面 Al, 10, 25, 26, 34, Al, 11, 34, 27, 33, Al, 5, 33, 28, 32, Al, 6, 32, 29, 31, Al, 12, 31, 30, 16, !以上5个面为左侧边界面 Al, 9, 35, 23 , 24, Al, 8, 36, 22, 35, Al, 3, 37, 21, 36, Al, 2, 38, 20, 37, Al, 13, 18, 19, 38, !以上5个面为右侧边界面 /PNUM,KP,0 /PNUM,LINE,0 /PNUM,AREA,1 APLOT !绘制带编号的面, 生成的面如图8-31所示。 SAVE !保存数据, 创建网格模型 （1）设置线被划分的单元数。设置好后如图8-32所示红色的是线号的增量 ！蓝色的是划分的单元数 ！1表示尺寸可以改变。 lesize,2,3,1,4,,,,,1 !设置单元大小, 即线L2和L3被划分成4个单元 lesize,5,6,1,4,,,,,1 !设置单元大小, 即线L5和L6被划分成4个单元 lesize,20,21,1,4,,,,,1 !设置单元大小, 即线L20和L21被划分成4个单元 lesize,28,29,1,4,,,,,1 !设置单元大小, 即线L28和L29被划分成4个单元 lesize,8,11,1,3,,,,,1 !设置单元大小, 即线L8～L11被划分成3个单元 lesize,22,23,1,3,,,,,1 !设置单元大小, 即线L22和L23被划分成3个单元 lesize,26,27,1,3,,,,,1 !设置单元大小, 即线L26和L27被划分成3个单元 lesize,1,7,3,6,,,,,1 !设置单元大小, 即线L1、L4、L 7被划分成6个单元 lesize,12,15,1,6,,,,,1 !设置单元大小, 即线L12～L15被划分成6个单元 lesize,17,19,2,6,,,,,1 !设置单元大小, 即线L17和L19被划分成6个单元 lesize,30, , ,6,,,,,1 !设置单元大小, 即线L30被划分成6个单元 lesize,18,25,7,12,,,,,2 !设置单元大小, 即线L18和L25被划分成12个单元 lesize,35,38,1,12,,,,,2 !设置单元大小, 即线L35～L38被划分成12个单元 lesize,16,24,8,12,,,,,0.5 !设置单元大小, 即线L16和L24被划分成12个单元 lesize,31,34,1,12,,,,,0.5 !设置单元大小, 即线L31～L34被划分成12个单元 /PNUM,LINE,1 !显示线编号 LPLOT !绘制线图，带编号和单元数。 SAVE !保存数据 （2）将所有面划分单元。其单元图如图8-33所示。 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 amesh,1,15,1 !划分面1～15，选择的是模拟围岩的plane42单元， ！1表示的是线号的增量！ /PNUM,TABN,0 !设置单元显示 /PNUM,ELEM,1 !以彩色的方式显示单元 /REPLOT !更新绘图区 Eplot !在绘图区绘制单元 SAVE !保存数据 （3）创建模拟地下连续墙的梁单元。其单元图如图8-34所示。 TYPE, 2 !设置将要创建单元的类型 MAT, 2 !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 E,88,94 !通过两个节点创建梁单元 E, 94,95 E, 95,64 E, 64,65 E, 65,66 E, 66,40 E, 40,46 E, 46,47 E,47 ,48 E, 48,12 E, 12,18 E, 18,19 E, 19,20 E, 20,1 E, 1,118 E, 118,119 E, 119,120 E,120 ,121 E, 121,122 E, 122,106 !以上为左侧地下连续墙所有梁单元 E, 107,113 E, 113,114 E,114 ,115 E, 115,116 E, 116,117 E, 117,2 E, 2,9 E, 9,10 E, 10,11 E, 11,8 E, 8,37 E, 37,38 E, 38,39 E, 39,36 E, 36,73 E, 73,74 E, 74,67 E, 67,86 E, 86,87 E, 87,85 !以上为右侧地下连续墙所有梁单元 SAVE !保存数据 （4）创建模拟横支撑的梁单元，其单元图如图8-34所示。 TYPE, 3 !设置将要创建的单元类型 MAT, 3 !设置将要创建的单元材料 REAL, 2 !设置将要创建的单元实常数 E, 88,89 !通过两个关键点创建梁单元 E, 89,90 E, 90,91 E, 91,92 E, 92,93 E, 93,85 !以上为上侧第一道横撑梁单元 E, 64,68 E, 68,69 E, 69,70 E, 70,71 E, 71,72 E, 72,67 !以上为第二道横撑梁单元 SAVE !保存数据 （5）创建模拟隧道衬砌结构的梁单元，其单元图如图8-34所示。 TYPE, 4 !设置将要创建的单元类型 MAT, 4 !设置将要创建的单元材料 REAL, 3 !设置将要创建的单元实常数 E, 1,3 !通过两个关键点创建梁单元 E, 3,4 E, 4,5 E, 5,6 E, 6,7 E, 7,2 !以上为创建底板梁单元 E, 2,9 E, 9,10 E, 10,11 E, 11,8 E, 8,37 E, 37,38 E, 38,39 E, 39,36 !以上为创建右侧板梁单元 E, 36,41 E, 41,42 E, 42,43 E, 43,44 E, 44,45 E, 45,40 !以上为创建顶板梁单元 E, 40,46 E, 46,47 E, 47,48 E, 48,12 E, 12,18 E, 18,19 E, 19,20 E, 20,1 !以上为创建左侧板梁单元 Finish !返回上级目录 SAVE !保存数据 加载与自重应力场模拟 主要介绍加载、自重应力场求解和后处理。 加载 （1）施加位移约束，对两侧边界各节点施加“Ux”方向约束，对底侧边界各节点施加“Uy”方向约束，而顶面为自由边界。 /SOL !进入求解器 NSEL,S,LOC,X,-20.1,-19.9 NSEL,A,LOC,X,19.9,20.1 d,all,ux,0 !在选择的节点上施加“Ux”约束 Allsel !选择所有内容 NSEL,S,LOC,Y,-9.55,-9.45 d,all,uy,0 !在选择的节点上施加“Uy”约束 （2）施加重力加速度。 ACEL, 0, 10, 0, !在Y方向施加重力加速度 SAVE !施加了位移约束和自重应力场后如图8-35所示。 自重应力场求解 NROPT, FULL, , !采用全牛顿－拉普森法进行求解 NLGEOM,1 !设置大位移求解方式 NSUBST,500,500,200!设置求解步，子步为500，最多为500，最少为200 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择1类单元，即围岩平面单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性”，即杀死所有梁单元 Allsel !选择所有内容 Solve !求解计算 Finish !求解结束返回Main Menu 主菜单 SAVE !保存所有数据 自重应力场后处理 （1）列出竖向位移和应力，水平应力和变形图，如图8-36～图8-39所示。 /POST1 !进入后处理器 PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制竖向位移 PLNSOL,S,Y,0,1 !绘制竖向应力 PLNSOL,S,X,0,1 !绘制水平方向应力 PLDISP,1 !绘制变形图 SAVE !保存数据 （2）节点力计算。 Allsel !选择所有内容 ESEL,S, , ,121 !选择121单元 ESEL,S, , ,133 ESEL,S, , ,145 !人工手动选择开挖土体周围的一圈单元，如图8-40所示 NFORCE,ALL !对选择的节点求解节点力 Finish !返回上级目录 SAVE !保存数据 施工过程仿真分析 开挖土体I模拟分析 （1）重启动后，开挖土体I。 /SOL !进入求解器 Allsel !选择所有内容 ANTYPE,,REST,1,202,0 !重新启动求解器 ASEL,S, , , 4 !选择土体I面 ESLA,R !选择土体I面上部分土体单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （2）进行地下连续墙的施工，即激活左右连续墙上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择1类单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” ESEL,S,TYPE,,2 !选择2类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （3）进行第一道横支撑施加，即激活横撑A上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 lsel,s,,,15,,, !选择梁单元所在的线 NSLL,R,1 !选择线上的节点 ESLN,R,1 !选择节点上的单元 ESEL,R,TYPE,,3 !选择3类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“生属性” Allsel !选择所有内容 SAVE !保存数据 （4）节点力施加，加上节点力和位移边界条件后的模型如图8-41所示。 f, 64 ,fx, 9553 !施加X方向集中力 f, 64 ,fy, 0.1950E+05 !施加Y方向集中力 f, 67 ,fx, -9553 f, 67 ,fy, 0.1950E+05 f, 68 ,fx, 0.9725E-02 f, 68 ,fy, 0.3900E+05 f, 69 ,fx, 0.8117E-02 f, 69 ,fy, 0.3900E+05 f, 70 ,fx, -0.1091E-10 f, 70 ,fy, 0.3900E+05 f, 71 ,fx, -0.8117E-02 f, 71 ,fy, 0.3900E+05 f, 72 ,fx, -0.9725E-02 f, 72 ,fy, 0.3900E+05 f, 85 ,fx, -1914 f, 85 ,fy, -0.1154E-01 f, 86 ,fx, -0.1529E+05 f, 86 ,fy, -0.1186 f, 87 ,fx, -7652 f, 87 ,fy, -0.6415E-01 f, 88 ,fx, 1914 f, 88 ,fy, -0.1154E-01 f, 94 ,fx, 7652 f, 94 ,fy, -0.6415E-01 f, 95 ,fx, 0.1529E+05 f, 95 ,fy, -0.1186 SAVE !保存数据 （5）求解计算。 Allsel !选择所有内容 Solve !求解计算 Finish !求解结束返回Main Menu 主菜单 SAVE !保存数据 （6）后处理，两个方向的应力和位移，如图8-42～图8-48所示。 /post1 PLNSOL,U,X,0,1 ! X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1 ! Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1 ! X方向应力 PLNSOL,S,Y,0,1 ! Y方向应力 ETABLE, ,SMISC,1 !创建梁单元内力表 ETABLE, ,SMISC, 7 ETABLE, ,SMISC, 2 ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12 ESEL,S,LIVE !选择“属性为活”的单元 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择单元类型为1的所有单元 /REPLOT !从新绘制图形 PLLS,SMIS1,SMIS7,0.4,0 !画轴力图，显示比例为0.4 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.6,0 !画剪力图，显示比例为0.6 PLLS,SMIS6,SMIS12,1.0,0 !画弯矩图，显示比例为1.0 （7）计算下一步开挖计算所施加的节点力，如图8-49所示。 ESEL,S, , , !人工手动选择开挖土体周围的一圈单元。 NFORCE,ALL !对选择的节点求解节点力 FINISH !求解结束返回Main Menu 主菜单 开挖土体II模拟分析 （1）重启动后，开挖土体II。 /SOL !进入求解器 Allsel !选择所有内容 ANTYPE,,REST,2,202,0 !重新启动求解器 ASEL,S, , , 3,4,1 !选择土体I和II面 ESLA,R !选择土体I和II面上部分土体单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （2）进行地下连续墙的施工，每次都必须进行此步操作，即激活左右连续墙上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择1类单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” ESEL,S,TYPE,,2 !选择2类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （3）进行第一和第二道横支撑施加，即激活横撑A和B上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 lsel,s,,,14,15,1, !选择梁单元所在的线 NSLL,R,1 !选择线上的节点 ESLN,R,1 !选择节点上的单元 ESEL,R,TYPE,,3 !选择3类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“生属性” Allsel !选择所有内容 SAVE !保存数据 （4）节点力施加，加上节点力和位移边界条件后的模型如图8-50所示。 f, 74 ,fx, -0.2348E+05 !施加X方向集中力 f, 74 ,fy, -848.5 !施加Y方向集中力 f, 36 ,fx, -3665 f, 36 ,fy, 0.4196E+05 f, 40 ,fx, 3665 f, 40 ,fy, 0.4196E+05 f, 41 ,fx, 0.2423E+05 f, 41 ,fy, 0.5283E+05 f, 42 ,fx, 0.1337E+05 f, 42 ,fy, 0.3828E+05 f, 43 ,fx, 0.1091E-10 f, 43 ,fy, 0.3320E+05 f, 44 ,fx, -0.1337E+05 f, 44 ,fy, 0.3828E+05 f, 45 ,fx, -0.2423E+05 f, 45 ,fy, 0.5283E+05 f, 64 ,fx, 0.1664E+05 f, 64 ,fy, -522.7 f, 65 ,fx, 0.2348E+05 f, 65 ,fy, -848.5 f, 66 ,fx, 0.3095E+05 f, 66 ,fy, -1149 f, 67 ,fx, -0.1664E+05 f, 67 ,fy, -522.7 f, 73 ,fx, -0.3095E+05 f, 73 ,fy, -1149 SAVE !保存数据 （5）求解计算。 Allsel !选择所有内容 Solve !求解计算 Finish !求解结束返回Main Menu主菜单 SAVE !保存数据 （6）后处理，两个方向的应力和位移，如图8-51～图8-61所示。 /post1 PLNSOL,U,X,0,1 ! X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1 ! Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1 ! X方向应力 PLNSOL,S,Y,0,1 ! Y方向应力 PLNSOL,S,1,0,1 !第一主应力 PLNSOL,S,3,0,1 !第三主应力 PLNSOL,S,EQV,0,1 !等效应力 PLNSOL,EPPL,EQV,0,1 !塑性应变 ETABLE, ,SMISC,1 !创建梁单元内力表 ETABLE, ,SMISC, 7 ETABLE, ,SMISC, 2 ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12 ESEL,S,LIVE !选择“属性为活”的单元 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择单元类型为1的所有单元 /REPLOT !从新绘制图形 PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0 !画轴力图，显示比例为0.5 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.8,0 !画剪力图，显示比例为0.8 PLLS,SMIS6,SMIS12,0.8,0 !画弯矩图，显示比例为0.8 SAVE !保存数据 （7）计算下一步开挖所施加的节点力，如图8-62所示。 ESEL,S, , , !人工手动选择开挖土体周围的一圈单元。 NFORCE,ALL !对选择的节点求解节点力 FINISH !求解结束返回Main Menu 主菜单 SAVE !保存数据 开挖土体III模拟分析 （1）重启动后，开挖土体III。 /SOL !进入求解器 Allsel !选择所有内容 ANTYPE,,REST,3,202,0 !重新启动求解器 ASEL,S, , , 2,4,1 !选择土体I、II和III面 ESLA,R !选择土体面上部分土体单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （2）进行地下连续墙的施工，每次都必须进行此步操作，即激活左右连续墙上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择1类单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” ESEL,S,TYPE,,2 !选择2类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （3）施加横支撑施加，即激活横撑A 、B和C上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 lsel,s,,,14,15,1, !选择梁单元所在的线 lsel,a,,,4, ,, NSLL,R,1 !选择线上的节点 ESLN,R,1 !选择节点上的单元 ESEL,R,TYPE,,3,4,1 !选择3类和4类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“生属性” Allsel !选择所有内容 SAVE !保存数据 （4）节点力施加，加上节点力和位移边界条件后的模型如图8-63所示。 f, 8 ,fx, 1867 !施加X方向集中力 f, 8 ,fy, 0.6658E+05 !施加Y方向集中力 f, 12 ,fx, -1867 f, 12 ,fy, 0.6658E+05 f, 13 ,fx, -0.4153E+05 f, 13 ,fy, 0.6207E+05 f, 14 ,fx, -0.2263E+05 f, 14 ,fy, 0.4764E+05 f, 15 ,fx, -0.2547E-10 f, 15 ,fy, 0.3937E+05 f, 16 ,fx, 0.2263E+05 f, 16 ,fy, 0.4764E+05 f, 17 ,fx, 0.4153E+05 f, 17 ,fy, 0.6207E+05 f, 36 ,fx, -0.2767E+05 f, 36 ,fy, -950.2 f, 37 ,fx, -0.4000E+05 f, 37 ,fy, -1579 f, 38 ,fx, -0.3512E+05 f, 38 ,fy, -1444 f, 39 ,fx, -0.2999E+05 f, 39 ,fy, -1251 f, 40 ,fx, 0.2767E+05 f, 40 ,fy, -950.2 f, 46 ,fx, 0.2999E+05 f, 46 ,fy, -1251 f, 47 ,fx, 0.3512E+05 f, 47 ,fy, -1444 f, 48 ,fx, 0.4000E+05 f, 48 ,fy, -1579 SAVE !保存数据 （5）求解计算。 Allsel !选择所有内容 Solve !求解计算 Finish !求解结束返回Main Menu 主菜单 （6）后处理，两个方向的应力和位移，如图8-64～图8-70所示。 /post1 PLNSOL,U,X,0,1 ! X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1 ! Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1 ! X方向应力 PLNSOL,S,Y,0,1 ! Y方向应力 ETABLE, ,SMISC,1 !创建梁单元内力表 ETABLE, ,SMISC, 7 ETABLE, ,SMISC, 2 ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12 ESEL,S,LIVE !选择“属性为活”的单元 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择单元类型为1的所有单元 /REPLOT !从新绘制图形 PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0 !画轴力图，显示比例为0.5 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.8,0 !画剪力图，显示比例为0.8 PLLS,SMIS6,SMIS12,0.8,0 !画弯矩图，显示比例为0.8 SAVE !保存数据 （7）计算下一步开挖计算所施加的节点力，如图8-71所示。 ESEL,S, , , !人工手动选择开挖土体周围的一圈单元。 NFORCE,ALL !对选择的节点求解节点力 FINISH !求解结束返回Main Menu 主菜单 SAVE !保存数据 开挖土体IV模拟分析 （1）重启动后，开挖土体IV。 /SOL !进入求解器 Allsel !选择所有内容 ANTYPE,,REST,4,205,0 !重新启动求解器 ASEL,S, , , 1,4,1 !选择土体I、II、III和IV面 ESLA,R !选择土体面上部分土体单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （2）进行地下连续墙的施工，每次都必须进行此步操作，即激活左右连续墙上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 ESEL,U,TYPE,,1 !不选择1类单元 Ekill,all !对选择的单元给予“死属性” ESEL,S,TYPE,,2 !选择2类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“死属性” SAVE !保存数据 （3）施加横支撑施加，即激活横撑隧道衬砌上的所有梁单元。 Allsel !选择所有内容 lsel,s,,,14,15,1, !选择梁单元所在的线 lsel,a,,,1,6 ,1, !选择隧道梁单元所在的线 NSLL,R,1 !选择线上的节点 ESLN,R,1 !选择节点上的单元 ESEL,R,TYPE,,3,4,1 !选择3类和4类单元 Ealive,all !对选择的单元给予“生属性” Allsel !选择所有内容 SAVE !保存数据 （4）节点力施加，加上节点力和位移边界条件后的模型如图8-72所示。 f, 1 ,fx, 2208 !施加X方向集中力 f, 1 ,fy, 0.1171E+06 !施加Y方向集中力 f, 2 ,fx, -2208 f, 2 ,fy, 0.1171E+06 f, 3 ,fx, -0.5714E+05 f, 3 ,fy, 0.9567E+05 f, 4 ,fx, -0.3034E+05 f, 4 ,fy, 0.6694E+05 f, 5 ,fx, -0.4802E-09 f, 5 ,fy, 0.5783E+05 f, 6 ,fx, 0.3034E+05 f, 6 ,fy, 0.6694E+05 f, 7 ,fx, 0.5714E+05 f, 7 ,fy, 0.9567E+05 f, 8 ,fx, -0.4025E+05 f, 8 ,fy, -1013 f, 9 ,fx, -0.6896E+05 f, 9 ,fy, -2785 f, 10 ,fx, -0.6051E+05 f, 10 ,fy, -2502 f, 11 ,fx, -0.5164E+05 f, 11 ,fy, -1949 f, 12 ,fx, 0.4025E+05 f, 12 ,fy, -1013 f, 18 ,fx, 0.5164E+05 f, 18 ,fy, -1949 f, 19 ,fx, 0.6051E+05 f, 19 ,fy, -2502 f, 20 ,fx, 0.6896E+05 f, 20 ,fy, -2785 SAVE !保存数据 （5）求解计算。 Allsel !选择所有内容 Solve !求解计算 Finish !求解结束返回Main Menu 主菜单 （6）后处理，两个方向的应力和位移，如图8-73～图8-86所示。 /post1 ESEL,S,LIVE !选择“属性为活”的单元 PLNSOL,U,X,0,1 ! X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1 ! Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1 ! X方向应力 PLNSOL,S,Y,0,1 ! Y方向应力 PLNSOL,S,1,0,1 !第一主应力 PLNSOL,S,3,0,1 !第三主应力 PLNSOL,S,EQV,0,1 !等效应力 PLNSOL,EPPL,EQV,0,1 !塑性应变 ETABLE, ,SMISC,1 !创建梁单元内力表 ETABLE, ,SMISC, 7 ETABLE, ,SMISC, 2 ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12 ESEL,S,LIVE !选择“属性为活”的单元 ESEL,U,TYPE,,1,4,3 !不选择单元类型为1和4 /REPLOT !从新绘制图形 PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0 !画轴力图，连续墙和横撑 PLLS,SMIS2,SMIS8,1.0,0 !画剪力图，连续墙和横撑 PLLS,SMIS6,SMIS12,1.0,0 !画弯矩图，连续墙和横撑 Allsel !选择所有元素 ESEL,S,LIVE !选择“属性为活”的单元 ESEL,U,TYPE,,1,3,1 !不选择单元类型为1~3 /REPLOT !从新绘制图形 PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0 !画轴力图，隧道衬砌结构 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.5,0 !画剪力图，隧道衬砌结构 PLLS,SMIS6,SMIS12,-0.5,0 !画弯矩图，隧道衬砌结构 SAVE !保存数据 回填土体II模拟分析 （1）重启动后，回填土体II。 /SOL !进入求解器 Allsel !选择所有内容