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选取新建铁路(宜)-万州(万)铁路线上的别岩槽隧道某断面,该断面设计单位采用
的支护结构如图 3-3 所示。 为保证结构的安全性, 采用了荷载—结构模型, 利用 ANSYS对其
进行计算分析。
主要参数如下:
隧道腰部和顶部衬砌厚度是 65cm ,隧道仰拱衬砌厚度为 85cm 。
采用 C30 钢筋混凝土为衬砌材料。
隧道围岩是Ⅳ级 , 洞跨是 5.36 米,深埋隧道。
隧道仰拱下承受水压,水压 0.2MPa 。
图 3-3 隧道支护结构断面图
隧道围岩级别是Ⅳ级, 其物理力学指标与衬砌材料 C30 钢筋混凝土的物理力学指标见表
3-3 所示。
表 3-3 物理力学指标
名称 容重 弹性抗力系数 弹性模量 泊松比 摩擦角 凝聚力
3 K (MPz/m ) E (GPa) v (。) C (MPa)
(kN / m )
Ⅳ级围岩 22 300 1.5 0.32 29 0.35
1 / 36
C30 钢筋 25 - 30 0.2 54 2.42
混凝土
表 3-4 荷载计算表
荷载 围岩压力 结构自重 水压
种类 垂直匀布力 N/m 3 水平匀布力 N/m 3 N/m 3
值 80225 16045 通过 ANSYS添加 200000
根据 《铁路隧道设计规》 ,可计算出深埋隧道围岩的垂直匀布力和水平匀布力。 对于竖向
和水平的分布荷载, 其等效节点力分别近似的取节点两相临单元水平或垂直投影长度的一般
衬砌计算宽度这一面积围的分布荷载的总和。自重荷载通过 ANSYS程序直接添加密度施加。
隧道仰拱部受到的水压 0.2MPa 按照径向方向载置换为等效节点力 ,分解为水平竖直方向加
载。
3.3.3 GUI 操作方法
3.3.3.1 创建物理环境
1) 在 [ 开始 ] 菜单中依次选取 [所有程序 ]/[ANSYS10.0]/[ANSYS Product Launcher] ,得到
“10.0ANSYS Product Launcher”对话框。
2 ) 选 中 [File Management] , 在 “Working Directory ” 栏 输 入 工 作 目 录
“D:\ansys\example301 ”,在“ Job Name”栏输入文件名“ Support ”。
3)单击“ RUN”按钮,进入 ANSYS10.0的 GUI 操作界面。
4 )过滤图形界面: Main Menu Preferences ,弹出“ Preferences for GUI Filtering ”对话
框,选中“ Structural ”来对后面的分析进行菜单与相应的图形界面过滤。
5)定义工作标题: Utility Menu File Change Title ,在弹出的对话框中输入“ Tunnel
Support Structural Analysis ”,单击“ OK”,如图
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