第14章隧道工程数值模拟技术.pptx

第14章　隧道工程数值模拟技术;14.1　ANSYS软件基本内容;14.1.1　ANSYS软件介绍;14.1.2　岩石材料的本构关系;14.1.2　岩石材料的本构关系;图14-2　弹塑性岩石材料的应力-应变关系;14.1.3　常用的岩土材料屈服准则;图14-??4　莫尔-库仑强度准则;图14-5　Drucker-Prager屈服准则屈服面;14.2　隧道施工过程模拟;14.2.1　施工模拟在ANSYS软件中的实现过程;14.2.2　浅埋偏压连拱隧道开挖模拟算例;1.工程概况;2.数值模型;3.开挖方法及施工工序;4.数值模拟结果分析;图14-??8　内侧隧洞先开挖方案——各步骤围岩最小应力(左)和最大应力(右);图14-9　外侧隧洞先开挖方案——各步骤围岩最小应力(左)和最大应力(右);图14-10　内侧隧洞先开挖方案与外侧隧洞先开挖方案中墙拉应力分布图;图14-11　内侧隧洞先开挖方案与外侧隧洞先开挖方案中墙切应力分布图;图14-12　内侧隧洞先开挖方案衬砌及底拱最终应力分布图(，);图14-13　两方案衬砌及底拱最终切应力分布图a)内侧隧洞先开挖方案　b)外侧隧洞先开挖方案;图 14-14　外侧隧洞先开挖方案衬砌及底拱最终应力分布图(，);5.结论;14.3　隧道支护设计的计算优化;14.3.1　优化的概念;14.3.2　结构优化的关键技术;14.3.3　ANSYS优化的基本原理;14.3.4　ANSYS结构优化的基本概念和要求;14.3.5　优化方法的选择;14.3.6　ANSYS结构优化的基本过程;14.3.7　深埋软弱围岩隧道锚杆参数优化算例(传统算法);图14-15　D-9断面结构形式;图14-16　隧道断面开挖与支护方式;(3)锚杆参数优化分析;图14-17　拱顶下沉量与锚杆长度关系曲线;图14-18　墙腰收敛值与锚杆长度关系曲线;14.3.8　山区浅埋偏压连拱隧道锚喷支护的优化算例(APDL语言优化算法);14.3.8　山区浅埋偏压连拱隧道锚喷支护的优化算例(APDL语言优化算法);图14-23　隧道断面及支护方式;图14-24　有限元计算模型;图14-25　锚杆参数模型优化流程图;1)以锚杆利用率最高为目标进行优化。2)以围岩稳定为目标进行的优化。3)衬砌优化。;图14-26　中洞锚杆长度优化后轴力图(一)　　;图14-27　锚杆长度优化后初衬等效应力图(一);图14-28　中洞锚杆角度优化后轴力图(一);图14-29　锚杆角度优化后初衬等效应力图(一);图14-30　中洞锚杆长度优化后轴力图(??)　　;图14-31　锚杆长度优化后初衬等效应力图(二);图14-32　中洞锚杆角度优化后轴力图(二);图14-33　锚杆角度优化后初衬等效应力图(二);图14-34　中洞锚杆长度优化后轴力图(三);图14-35　锚杆长度优化后初衬等效应力图(三);图14-36　中洞锚杆角度优化后轴力图(三);图14-37　锚杆角度优化后初衬等效应力图(三);图14-38　各种方法优化后锚杆长度;图14-??40　各种方法长度优化后锚杆轴力;图14-??42　喷射混凝土厚度模拟优化流程图;图14-??43　衬砌厚度优化对比图注：图中厚度号从左侧拱脚起，沿隧道内轮廓线经拱顶至右侧拱脚止。;图14-??44　优化前后的喷射混凝土衬砌轮廓(左为原结构，右为优化后结果);图14-??45　原结构围岩第一主应力图 (左为原结构，右为优化后结果);(7)优化小结;9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。3月-213月-21Monday, March 8, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。02:02:3002:02:3002:023/8/2021 2:02:30 AM 11、越是没有本领的就越加自命不凡。3月-2102:02:3002:02Mar-2108-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。02:02:3002:02:3002:02Monday, March 8, 2021 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月-213月-2102:02:3002:02:30March 8, 2021 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。08 三月 20212:02:30 上午02:02:303月-21 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。三月 212:02 上午3月-2102:02March 8, 2021 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/8 2:02:3002:02:3008 March 2021 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2:02:30 上午2:02 上午02:02:313月-21