隧道与地下工程
隧道荷载结构法的计算
岩土工程 • 库仑吴汶垣 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 2776 次浏览 • 2018-05-26 14:56
OptumG2实例：隧道开挖——国内某轨道交通项目
库仑产品 • 库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 3067 次浏览 • 2017-08-04 16:46
项目名称：国内某轨道交通项目使用软件：岩土分析软件OptumG2项目信息：图1 隧道和地表建筑物的相对关系图2 隧道和地表建筑物的相对关系（纵断面）项目建模：图3 模型建立注：图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面，对计算没有影响。为了避免边界条件的对隧道周围岩土体的影响，边界范围取为距隧道中心的距离为隧道宽度的6倍。岩土材料采用Mohr-Coulomb材料模型来模拟，衬砌采用板单元来模拟。表1 岩土参数编号名称重度kN/m3弹性模量MPa泊松比粘聚力kPa内摩擦角1素填土20800.252302泥质砂岩25.616010.251632.5表2 衬砌参数成熟状态单元类型厚度m混凝土型号最大网格大小未成熟板单元0.28C25 未成熟0.2成熟板单元0.35C250.2表3 锚杆参数长度m环相间距m纵向间距m屈服力kN/m锚杆和土体间的粘结力kPa3.00.60.530018图4 锚杆和衬砌支护图开挖步骤：采用台阶法进行隧道开挖，大致开挖步骤如下：（1）隧道范围分为左、右洞错开挖掘，先开挖右洞上台阶；（2）上台阶进约4-5m后，开挖右洞下台阶；（3）待右洞整个断面掘进30m后，再开挖左洞上台阶；（4）同样，之后再开挖左洞的下台阶。对单独的每一步开挖采用如下流程进行：（1）开挖隧道，并对洞壁约束松弛30%；（2）对洞壁约束松弛70%，同时施加锚杆和喷射混凝土，混凝土采用未成熟，即强度较低的C25混凝土；（3）对洞壁约束松弛100%，即移除约束，提高混凝土强度，降混凝土强度提升至C25标准强度。具体开挖流程如下图所示： 开挖（1） 开挖（2）开挖（3）开挖（4）图5 隧道开挖步骤地表沉降结果： （1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶 （3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶图6 隧道开挖地表沉降结果图7 隧道开挖地层沉降云图地表水平位移结果： （1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶 （3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶图8 隧道开挖地表水平位移结果基础沉降：隧道开挖引起的地层位移范围内受影响建筑的基础最大沉降如下图所示。其中：（1）A – 水平方向1.7mm，竖直方向37.5mm（2）泵 – 水平方向-17.2mm，竖直方向31.6mm（3）B – 水平方向-13.8mm，竖直方向21.2mm（4）C – 水平方向-1.4mm，竖直方向-0.5mm图9 隧道开挖基础沉降根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011表5.3.4中的规定，体型简单的高层建筑基础的允许平均沉降量为200mm。若考虑安全系数为2，那么受影响的地表建筑基础最大沉降为75mm，小于允许沉降，因此，建筑基础受隧道开挖的影响在规范允许范围内。 查看全部
<p style="text-align: justify;"><strong>项目名称</strong>：国内某轨道交通项目</p><p style="text-align: justify;"><strong>使用软件</strong>：岩土分析软件OptumG2</p><p style="text-align: justify;"><strong>项目信息</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501838387134549.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 隧道和地表建筑物的相对关系</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501838667166905.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 隧道和地表建筑物的相对关系（纵断面）</p><p style="text-align: justify;"><strong>项目建模</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836160107902.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 模型建立</p><blockquote><p style="text-align: justify;">注：图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面，对计算没有影响。</p></blockquote><p style="text-align: justify;">为了避免边界条件的对隧道周围岩土体的影响，边界范围取为距隧道中心的距离为隧道宽度的6倍。</p><p style="text-align: justify;">岩土材料采用Mohr-Coulomb材料模型来模拟，衬砌采用板单元来模拟。</p><p style="text-align: center;">表1 岩土参数</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="68">编号</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">名称</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87"><p>重度</p><p>kN/m3</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108"><p>弹性模量</p><p>MPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">泊松比</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89"><p>粘聚力</p><p>kPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">内摩擦角</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="68">1</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">素填土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87">20</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">80</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">0.25</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89">2</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">30</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="68">2</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">泥质砂岩</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87">25.6</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">1601</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">0.2</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89">516</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">32.5</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><span style="text-align: center;">表2 衬砌参数</span></p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">成熟状态<br/></td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">单元类型</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79"><p>厚度</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">混凝土型号</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">最大网格大小</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">未成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">板单元</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79">0.28</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">C25 未成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">0.2</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">板单元</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79">0.35</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">C25</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">0.2</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;">表3 锚杆参数</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="74"><p>长度</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118"><p>环相间距</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118"><p>纵向间距</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="96"><p>屈服力</p><p>kN/m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="252"><p>锚杆和土体间的粘结力</p><p>kPa</p></td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="74">3.0</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118">0.6</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118">0.5</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="96">300</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="252">18</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836216363068.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 锚杆和衬砌支护图</p><p style="text-align: justify;"><strong>开挖步骤</strong>：</p><p style="text-align: justify;">采用台阶法进行隧道开挖，大致开挖步骤如下：</p><p style="text-align: justify;">（1）隧道范围分为左、右洞错开挖掘，先开挖右洞上台阶；</p><p style="text-align: justify;">（2）上台阶进约4-5m后，开挖右洞下台阶；</p><p style="text-align: justify;">（3）待右洞整个断面掘进30m后，再开挖左洞上台阶；</p><p style="text-align: justify;">（4）同样，之后再开挖左洞的下台阶。</p><p style="text-align: justify;">对单独的每一步开挖采用如下流程进行：</p><p style="text-align: justify;">（1）开挖隧道，并对洞壁约束松弛30%；</p><p style="text-align: justify;">（2）对洞壁约束松弛70%，同时施加锚杆和喷射混凝土，混凝土采用未成熟，即强度较低的C25混凝土；</p><p style="text-align: justify;">（3）对洞壁约束松弛100%，即移除约束，提高混凝土强度，降混凝土强度提升至C25标准强度。</p><p style="text-align: justify;">具体开挖流程如下图所示：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836238327815.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836244593097.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖（1） 开挖（2）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836260757933.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖（3）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836272312093.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖（4）</p><p style="text-align: center;">图5 隧道开挖步骤</p><p style="text-align: justify;"><strong>地表沉降结果</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836285954330.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836291746498.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836301984846.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836306648546.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶</p><p style="text-align: center;">图6 隧道开挖地表沉降结果</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836318726171.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 隧道开挖地层沉降云图</p><p style="text-align: justify;"><strong>地表水平位移结果</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836328657743.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836332655208.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836337795733.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836341357766.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶</p><p style="text-align: center;">图8 隧道开挖地表水平位移结果</p><p style="text-align: justify;"><strong>基础沉降</strong>：</p><p style="text-align: justify;">隧道开挖引起的地层位移范围内受影响建筑的基础最大沉降如下图所示。其中：</p><p style="text-align: justify;">（1）A – 水平方向1.7mm，竖直方向37.5mm</p><p style="text-align: justify;">（2）泵 – 水平方向-17.2mm，竖直方向31.6mm</p><p style="text-align: justify;">（3）B – 水平方向-13.8mm，竖直方向21.2mm</p><p style="text-align: justify;">（4）C – 水平方向-1.4mm，竖直方向-0.5mm</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501838826328147.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 隧道开挖基础沉降</p><p style="text-align: justify;">根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011表5.3.4中的规定，体型简单的高层建筑基础的允许平均沉降量为200mm。若考虑安全系数为2，那么受影响的地表建筑基础最大沉降为75mm，小于允许沉降，因此，建筑基础受隧道开挖的影响在规范允许范围内。</p>
GEO5分析暗挖地铁车站对邻近建筑物的影响
库仑产品 • 库仑戚工 发表了文章 • 1 个评论 • 2383 次浏览 • 2017-04-10 15:40
简单介绍如何使用隧道开挖地层损失分析模块，采用Peck沉降预测方法，对暗挖地铁车站引起的地表沉降及对邻近建筑物造成的不良影响进行计算分析。 本案例为三拱立柱式车站，拱顶距地表15m。车站从地表某建筑物中下方穿过，建筑物宽40m，埋深5m。平均建筑荷载为200kN。图1为车站横断面。图1 三拱立柱式车站断面图 场地地层分布及土层物理性质如表1所示。表1 土层参数表 在「分析设置」界面中，选择「经典理论」分析方法，经典理论选择「Peck」理论，沉降槽形状选择「Gauss曲线」，反弯点计算系数设置为2.50。 图2 分析设置 在「建筑物」设置界面中定义建筑物位置。将坐标x1设置为0.0m，x2设置为40.0m，高度v为10.0m，深度h为5.0m。图3 建筑物位置设置 绘制剖面土层、参照表1添加岩土材料并指定给对应的土层。 在「截面尺寸」设置界面中添加隧道。 图4 中间隧道设置参数 图5 左侧隧道设置参数 图6 右侧隧道设置参数 设置完所有的参数以后，在「分析」界面中查看沉降计算结果。结果可以看出地表最大沉降为31.3mm，最大水平变形为14.0mm，沉降槽长度为58.62m。 图7 地表沉降槽 图8 计算图表 在「破坏」界面中查看隧道开挖对地表建筑物的不良影响。图9 张裂缝破坏分析 图10 沉降梯度破坏分析 查看全部
<p> 简单介绍如何使用隧道开挖地层损失分析模块，采用Peck沉降预测方法，对暗挖地铁车站引起的地表沉降及对邻近建筑物造成的不良影响进行计算分析。 </p><p> 本案例为三拱立柱式车站，拱顶距地表15m。车站从地表某建筑物中下方穿过，建筑物宽40m，埋深5m。平均建筑荷载为200kN。图1为车站横断面。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174211405470.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 三拱立柱式车站断面图</p><p> 场地地层分布及土层物理性质如表1所示。</p><p style="text-align: center;">表1 土层参数表</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174230193954.png" alt="image.png"/></p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 在「分析设置」界面中，选择「经典理论」分析方法，经典理论选择「Peck」理论，沉降槽形状选择「Gauss曲线」，反弯点计算系数设置为2.50。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174253958580.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图2 分析设置</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 在「建筑物」设置界面中定义建筑物位置。将坐标x1设置为0.0m，x2设置为40.0m，高度v为10.0m，深度h为5.0m。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174272309408.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 建筑物位置设置</p><p> 绘制剖面土层、参照表1添加岩土材料并指定给对应的土层。</p><p> 在「截面尺寸」设置界面中添加隧道。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174290179517.png" alt="image.png"/> </p><p style="text-align: center;">图4 中间隧道设置参数</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174396664604.png" alt="image.png"/> </span></p><p style="text-align: center;">图5 左侧隧道设置参数</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174412490376.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图6 右侧隧道设置参数</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 设置完所有的参数以后，在「分析」界面中查看沉降计算结果。结果可以看出地表最大沉降为31.3mm，最大水平变形为14.0mm，沉降槽长度为58.62m。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174436288631.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图7 地表沉降槽</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174459457489.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图8 计算图表</p><p> 在「破坏」界面中查看隧道开挖对地表建筑物的不良影响。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174578440438.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 张裂缝破坏分析</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174600595730.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图10 沉降梯度破坏分析</p><p><br/></p>
GEO5隧道有限元分析
库仑产品 • 库仑戚工 发表了文章 • 0 个评论 • 3696 次浏览 • 2017-04-10 14:10
本隧道工程修建于某褶皱构造的背斜处，隧道顶部的岩土层最小厚度为22m，隧道初始衬砌的厚度为200mm，喷射混凝土型号为C30。隧道拱部采用锚杆支护，锚杆材料为Φ22螺纹钢筋，锚杆长度为4.0m。隧道及围岩结构如图1所示。图1 隧道及围岩结构示意图 本案例采用GEO5岩土工程有限元分析模块进行分析，共分为八个计算工况。 在工况阶段「建模」中进行分析设置、添加岩土材料、建立几何模型、设置接触面类型及生成网格等。我们可以将已经建好的隧道模型文件，直接导入到软件之中。成功将地层和隧道模型导入到软件之中以后，在「岩土材料」中添加岩土材料，这里将所有岩土材料的模型均选择Mohr-Coulomb弹塑性模型。岩土材料添加完成以后，在「指定材料」界面中将岩土材料指定给各自对应的岩土层。图2 指定岩土材料 接着在「接触面类型」中定义隧道衬砌和周围岩土体之间的接触面类型，注意将材料模型选择「Mohr-Coulomb模型」。接触面添加完成以后，即可启动网格生成操作。 点击进入工况阶段[1]，在本工况中分析地层初始地应力。在「分析」界面中直接点击「开始分析按钮」。图3 竖向有效应力云图 添加工况阶段[2]，在本工况中模拟隧道拱部开挖以后围岩的变形情况。在「激活/冻结分区」中添加新挖方，冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道上台阶区域。图4 上台阶开挖以后围岩竖向位移云图 添加工况阶段[3]，在本工况中模拟隧道拱部进行衬砌和锚杆支护以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道拱顶添加衬砌和锚杆。因为本工况模拟的是未成熟的混凝土，所以在添加衬砌时注意将混凝土弹性模量和剪切模量分别降低为3000MPa和1200MPa。图5 添加衬砌与锚杆图6 拱墙支护以后（混凝土尚未成熟）围岩竖向位移云图 添加工况阶段[4]，在本工况中模拟衬砌混凝土成熟（即已经达到设计强度）以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，即不再考虑围岩的自承能力。在「梁」界面中提高衬砌混凝土的材料强度，将弹性模量和剪切模量分别提高到30000MPa和12000MPa。图7 衬砌弯矩分布图 添加工况阶段[5]，在本工况中模拟隧道下台阶开挖以后围岩及支护的变形情况。在「激活/冻结分区」界面中点击添加新挖方，将冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道下台阶区域。图8 冻结分区 添加工况阶段[6]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道边墙添加衬砌，图9 添加隧道边墙衬砌图10 边墙衬砌以后围岩竖向位移云图 添加工况阶段[7]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌混凝土成熟以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中提高边墙衬砌混凝土的材料强度。图11 初次支护以后衬砌弯矩分布图12 初次支护以后衬砌法向变形 查看全部
<p> 本隧道工程修建于某褶皱构造的背斜处，隧道顶部的岩土层最小厚度为22m，隧道初始衬砌的厚度为200mm，喷射混凝土型号为C30。隧道拱部采用锚杆支护，锚杆材料为Φ22螺纹钢筋，锚杆长度为4.0m。隧道及围岩结构如图1所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624675748332.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 隧道及围岩结构示意图</p><p> 本案例采用GEO5岩土工程有限元分析模块进行分析，共分为八个计算工况。</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 在工况阶段「建模」中进行分析设置、添加岩土材料、建立几何模型、设置接触面类型及生成网格等。我们可以将已经建好的隧道模型文件，直接导入到软件之中。成功将地层和隧道模型导入到软件之中以后，在「岩土材料」中添加岩土材料，这里将所有岩土材料的模型均选择Mohr-Coulomb弹塑性模型。岩土材料添加完成以后，在「指定材料」界面中将岩土材料指定给各自对应的岩土层。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624688488809.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 指定岩土材料</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 接着在「接触面类型」中定义隧道衬砌和周围岩土体之间的接触面类型，注意将材料模型选择「Mohr-Coulomb模型」。接触面添加完成以后，即可启动网格生成操作。</span><br/></p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 点击进入工况阶段[1]，在本工况中分析地层初始地应力。在「分析」界面中直接点击「开始分析按钮」。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624701770297.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 竖向有效应力云图</p><p> 添加工况阶段[2]，在本工况中模拟隧道拱部开挖以后围岩的变形情况。在「激活/冻结分区」中添加新挖方，冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道上台阶区域。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624712218147.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 上台阶开挖以后围岩竖向位移云图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[3]，在本工况中模拟隧道拱部进行衬砌和锚杆支护以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道拱顶添加衬砌和锚杆。因为本工况模拟的是未成熟的混凝土，所以在添加衬砌时注意将混凝土弹性模量和剪切模量分别降低为3000MPa和1200MPa。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624725298964.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 添加衬砌与锚杆</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624736828689.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6 拱墙支护以后（混凝土尚未成熟）围岩竖向位移云图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[4]，在本工况中模拟衬砌混凝土成熟（即已经达到设计强度）以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，即不再考虑围岩的自承能力。在「梁」界面中提高衬砌混凝土的材料强度，将弹性模量和剪切模量分别提高到30000MPa和12000MPa。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624749277603.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 衬砌弯矩分布图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[5]，在本工况中模拟隧道下台阶开挖以后围岩及支护的变形情况。在「激活/冻结分区」界面中点击添加新挖方，将冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道下台阶区域。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624759270864.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图8 冻结分区</p><p> 添加工况阶段[6]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道边墙添加衬砌，</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624771287081.png" alt="image.png"/><span style="line-height: 1.5em;"></span></p><p style="text-align: center;">图9 添加隧道边墙衬砌</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624782123342.png" alt="image.png"/></span><br/></p><p style="text-align: center;">图10 边墙衬砌以后围岩竖向位移云图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[7]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌混凝土成熟以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中提高边墙衬砌混凝土的材料强度。</span></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624794691744.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图11 初次支护以后衬砌弯矩分布</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624803593474.png" alt="image.png"/></span><br/></p><p style="text-align: center;">图12 初次支护以后衬砌法向变形</p><p><br/></p>
谁有比较全沉井的施工方案？
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OptumG2实例：隧道开挖——国内某轨道交通项目
库仑产品 • 库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 3067 次浏览 • 2017-08-04 16:46
项目名称：国内某轨道交通项目使用软件：岩土分析软件OptumG2项目信息：图1 隧道和地表建筑物的相对关系图2 隧道和地表建筑物的相对关系（纵断面）项目建模：图3 模型建立注：图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面，对计算没有影响。为了避免边界条件的对隧道周围岩土体的影响，边界范围取为距隧道中心的距离为隧道宽度的6倍。岩土材料采用Mohr-Coulomb材料模型来模拟，衬砌采用板单元来模拟。表1 岩土参数编号名称重度kN/m3弹性模量MPa泊松比粘聚力kPa内摩擦角1素填土20800.252302泥质砂岩25.616010.251632.5表2 衬砌参数成熟状态单元类型厚度m混凝土型号最大网格大小未成熟板单元0.28C25 未成熟0.2成熟板单元0.35C250.2表3 锚杆参数长度m环相间距m纵向间距m屈服力kN/m锚杆和土体间的粘结力kPa3.00.60.530018图4 锚杆和衬砌支护图开挖步骤：采用台阶法进行隧道开挖，大致开挖步骤如下：（1）隧道范围分为左、右洞错开挖掘，先开挖右洞上台阶；（2）上台阶进约4-5m后，开挖右洞下台阶；（3）待右洞整个断面掘进30m后，再开挖左洞上台阶；（4）同样，之后再开挖左洞的下台阶。对单独的每一步开挖采用如下流程进行：（1）开挖隧道，并对洞壁约束松弛30%；（2）对洞壁约束松弛70%，同时施加锚杆和喷射混凝土，混凝土采用未成熟，即强度较低的C25混凝土；（3）对洞壁约束松弛100%，即移除约束，提高混凝土强度，降混凝土强度提升至C25标准强度。具体开挖流程如下图所示： 开挖（1） 开挖（2）开挖（3）开挖（4）图5 隧道开挖步骤地表沉降结果： （1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶 （3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶图6 隧道开挖地表沉降结果图7 隧道开挖地层沉降云图地表水平位移结果： （1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶 （3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶图8 隧道开挖地表水平位移结果基础沉降：隧道开挖引起的地层位移范围内受影响建筑的基础最大沉降如下图所示。其中：（1）A – 水平方向1.7mm，竖直方向37.5mm（2）泵 – 水平方向-17.2mm，竖直方向31.6mm（3）B – 水平方向-13.8mm，竖直方向21.2mm（4）C – 水平方向-1.4mm，竖直方向-0.5mm图9 隧道开挖基础沉降根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011表5.3.4中的规定，体型简单的高层建筑基础的允许平均沉降量为200mm。若考虑安全系数为2，那么受影响的地表建筑基础最大沉降为75mm，小于允许沉降，因此，建筑基础受隧道开挖的影响在规范允许范围内。 查看全部
<p style="text-align: justify;"><strong>项目名称</strong>：国内某轨道交通项目</p><p style="text-align: justify;"><strong>使用软件</strong>：岩土分析软件OptumG2</p><p style="text-align: justify;"><strong>项目信息</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501838387134549.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 隧道和地表建筑物的相对关系</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501838667166905.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 隧道和地表建筑物的相对关系（纵断面）</p><p style="text-align: justify;"><strong>项目建模</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836160107902.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 模型建立</p><blockquote><p style="text-align: justify;">注：图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面，对计算没有影响。</p></blockquote><p style="text-align: justify;">为了避免边界条件的对隧道周围岩土体的影响，边界范围取为距隧道中心的距离为隧道宽度的6倍。</p><p style="text-align: justify;">岩土材料采用Mohr-Coulomb材料模型来模拟，衬砌采用板单元来模拟。</p><p style="text-align: center;">表1 岩土参数</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="68">编号</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">名称</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87"><p>重度</p><p>kN/m3</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108"><p>弹性模量</p><p>MPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">泊松比</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89"><p>粘聚力</p><p>kPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">内摩擦角</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="68">1</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">素填土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87">20</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">80</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">0.25</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89">2</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">30</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="68">2</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">泥质砂岩</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87">25.6</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">1601</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">0.2</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89">516</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">32.5</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><span style="text-align: center;">表2 衬砌参数</span></p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">成熟状态<br/></td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">单元类型</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79"><p>厚度</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">混凝土型号</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">最大网格大小</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">未成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">板单元</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79">0.28</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">C25 未成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">0.2</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">板单元</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79">0.35</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">C25</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">0.2</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;">表3 锚杆参数</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="74"><p>长度</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118"><p>环相间距</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118"><p>纵向间距</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="96"><p>屈服力</p><p>kN/m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="252"><p>锚杆和土体间的粘结力</p><p>kPa</p></td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="74">3.0</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118">0.6</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118">0.5</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="96">300</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="252">18</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836216363068.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 锚杆和衬砌支护图</p><p style="text-align: justify;"><strong>开挖步骤</strong>：</p><p style="text-align: justify;">采用台阶法进行隧道开挖，大致开挖步骤如下：</p><p style="text-align: justify;">（1）隧道范围分为左、右洞错开挖掘，先开挖右洞上台阶；</p><p style="text-align: justify;">（2）上台阶进约4-5m后，开挖右洞下台阶；</p><p style="text-align: justify;">（3）待右洞整个断面掘进30m后，再开挖左洞上台阶；</p><p style="text-align: justify;">（4）同样，之后再开挖左洞的下台阶。</p><p style="text-align: justify;">对单独的每一步开挖采用如下流程进行：</p><p style="text-align: justify;">（1）开挖隧道，并对洞壁约束松弛30%；</p><p style="text-align: justify;">（2）对洞壁约束松弛70%，同时施加锚杆和喷射混凝土，混凝土采用未成熟，即强度较低的C25混凝土；</p><p style="text-align: justify;">（3）对洞壁约束松弛100%，即移除约束，提高混凝土强度，降混凝土强度提升至C25标准强度。</p><p style="text-align: justify;">具体开挖流程如下图所示：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836238327815.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836244593097.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖（1） 开挖（2）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836260757933.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖（3）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836272312093.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖（4）</p><p style="text-align: center;">图5 隧道开挖步骤</p><p style="text-align: justify;"><strong>地表沉降结果</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836285954330.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836291746498.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836301984846.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836306648546.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶</p><p style="text-align: center;">图6 隧道开挖地表沉降结果</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836318726171.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 隧道开挖地层沉降云图</p><p style="text-align: justify;"><strong>地表水平位移结果</strong>：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836328657743.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836332655208.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（1）开挖右洞上台阶 （2）开挖右洞下台阶</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836337795733.png" alt="image.png"/> <img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501836341357766.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">（3）开挖左洞上台阶 （4）开挖左洞下台阶</p><p style="text-align: center;">图8 隧道开挖地表水平位移结果</p><p style="text-align: justify;"><strong>基础沉降</strong>：</p><p style="text-align: justify;">隧道开挖引起的地层位移范围内受影响建筑的基础最大沉降如下图所示。其中：</p><p style="text-align: justify;">（1）A – 水平方向1.7mm，竖直方向37.5mm</p><p style="text-align: justify;">（2）泵 – 水平方向-17.2mm，竖直方向31.6mm</p><p style="text-align: justify;">（3）B – 水平方向-13.8mm，竖直方向21.2mm</p><p style="text-align: justify;">（4）C – 水平方向-1.4mm，竖直方向-0.5mm</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501838826328147.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 隧道开挖基础沉降</p><p style="text-align: justify;">根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011表5.3.4中的规定，体型简单的高层建筑基础的允许平均沉降量为200mm。若考虑安全系数为2，那么受影响的地表建筑基础最大沉降为75mm，小于允许沉降，因此，建筑基础受隧道开挖的影响在规范允许范围内。</p>
GEO5分析暗挖地铁车站对邻近建筑物的影响
库仑产品 • 库仑戚工 发表了文章 • 1 个评论 • 2383 次浏览 • 2017-04-10 15:40
简单介绍如何使用隧道开挖地层损失分析模块，采用Peck沉降预测方法，对暗挖地铁车站引起的地表沉降及对邻近建筑物造成的不良影响进行计算分析。 本案例为三拱立柱式车站，拱顶距地表15m。车站从地表某建筑物中下方穿过，建筑物宽40m，埋深5m。平均建筑荷载为200kN。图1为车站横断面。图1 三拱立柱式车站断面图 场地地层分布及土层物理性质如表1所示。表1 土层参数表 在「分析设置」界面中，选择「经典理论」分析方法，经典理论选择「Peck」理论，沉降槽形状选择「Gauss曲线」，反弯点计算系数设置为2.50。 图2 分析设置 在「建筑物」设置界面中定义建筑物位置。将坐标x1设置为0.0m，x2设置为40.0m，高度v为10.0m，深度h为5.0m。图3 建筑物位置设置 绘制剖面土层、参照表1添加岩土材料并指定给对应的土层。 在「截面尺寸」设置界面中添加隧道。 图4 中间隧道设置参数 图5 左侧隧道设置参数 图6 右侧隧道设置参数 设置完所有的参数以后，在「分析」界面中查看沉降计算结果。结果可以看出地表最大沉降为31.3mm，最大水平变形为14.0mm，沉降槽长度为58.62m。 图7 地表沉降槽 图8 计算图表 在「破坏」界面中查看隧道开挖对地表建筑物的不良影响。图9 张裂缝破坏分析 图10 沉降梯度破坏分析 查看全部
<p> 简单介绍如何使用隧道开挖地层损失分析模块，采用Peck沉降预测方法，对暗挖地铁车站引起的地表沉降及对邻近建筑物造成的不良影响进行计算分析。 </p><p> 本案例为三拱立柱式车站，拱顶距地表15m。车站从地表某建筑物中下方穿过，建筑物宽40m，埋深5m。平均建筑荷载为200kN。图1为车站横断面。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174211405470.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 三拱立柱式车站断面图</p><p> 场地地层分布及土层物理性质如表1所示。</p><p style="text-align: center;">表1 土层参数表</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174230193954.png" alt="image.png"/></p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 在「分析设置」界面中，选择「经典理论」分析方法，经典理论选择「Peck」理论，沉降槽形状选择「Gauss曲线」，反弯点计算系数设置为2.50。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174253958580.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图2 分析设置</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 在「建筑物」设置界面中定义建筑物位置。将坐标x1设置为0.0m，x2设置为40.0m，高度v为10.0m，深度h为5.0m。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174272309408.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 建筑物位置设置</p><p> 绘制剖面土层、参照表1添加岩土材料并指定给对应的土层。</p><p> 在「截面尺寸」设置界面中添加隧道。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174290179517.png" alt="image.png"/> </p><p style="text-align: center;">图4 中间隧道设置参数</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174396664604.png" alt="image.png"/> </span></p><p style="text-align: center;">图5 左侧隧道设置参数</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174412490376.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图6 右侧隧道设置参数</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 设置完所有的参数以后，在「分析」界面中查看沉降计算结果。结果可以看出地表最大沉降为31.3mm，最大水平变形为14.0mm，沉降槽长度为58.62m。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174436288631.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图7 地表沉降槽</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174459457489.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图8 计算图表</p><p> 在「破坏」界面中查看隧道开挖对地表建筑物的不良影响。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174578440438.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 张裂缝破坏分析</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1615174600595730.png" alt="image.png"/> </span><br/></p><p style="text-align: center;">图10 沉降梯度破坏分析</p><p><br/></p>
GEO5隧道有限元分析
库仑产品 • 库仑戚工 发表了文章 • 0 个评论 • 3696 次浏览 • 2017-04-10 14:10
本隧道工程修建于某褶皱构造的背斜处，隧道顶部的岩土层最小厚度为22m，隧道初始衬砌的厚度为200mm，喷射混凝土型号为C30。隧道拱部采用锚杆支护，锚杆材料为Φ22螺纹钢筋，锚杆长度为4.0m。隧道及围岩结构如图1所示。图1 隧道及围岩结构示意图 本案例采用GEO5岩土工程有限元分析模块进行分析，共分为八个计算工况。 在工况阶段「建模」中进行分析设置、添加岩土材料、建立几何模型、设置接触面类型及生成网格等。我们可以将已经建好的隧道模型文件，直接导入到软件之中。成功将地层和隧道模型导入到软件之中以后，在「岩土材料」中添加岩土材料，这里将所有岩土材料的模型均选择Mohr-Coulomb弹塑性模型。岩土材料添加完成以后，在「指定材料」界面中将岩土材料指定给各自对应的岩土层。图2 指定岩土材料 接着在「接触面类型」中定义隧道衬砌和周围岩土体之间的接触面类型，注意将材料模型选择「Mohr-Coulomb模型」。接触面添加完成以后，即可启动网格生成操作。 点击进入工况阶段[1]，在本工况中分析地层初始地应力。在「分析」界面中直接点击「开始分析按钮」。图3 竖向有效应力云图 添加工况阶段[2]，在本工况中模拟隧道拱部开挖以后围岩的变形情况。在「激活/冻结分区」中添加新挖方，冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道上台阶区域。图4 上台阶开挖以后围岩竖向位移云图 添加工况阶段[3]，在本工况中模拟隧道拱部进行衬砌和锚杆支护以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道拱顶添加衬砌和锚杆。因为本工况模拟的是未成熟的混凝土，所以在添加衬砌时注意将混凝土弹性模量和剪切模量分别降低为3000MPa和1200MPa。图5 添加衬砌与锚杆图6 拱墙支护以后（混凝土尚未成熟）围岩竖向位移云图 添加工况阶段[4]，在本工况中模拟衬砌混凝土成熟（即已经达到设计强度）以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，即不再考虑围岩的自承能力。在「梁」界面中提高衬砌混凝土的材料强度，将弹性模量和剪切模量分别提高到30000MPa和12000MPa。图7 衬砌弯矩分布图 添加工况阶段[5]，在本工况中模拟隧道下台阶开挖以后围岩及支护的变形情况。在「激活/冻结分区」界面中点击添加新挖方，将冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道下台阶区域。图8 冻结分区 添加工况阶段[6]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道边墙添加衬砌，图9 添加隧道边墙衬砌图10 边墙衬砌以后围岩竖向位移云图 添加工况阶段[7]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌混凝土成熟以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中提高边墙衬砌混凝土的材料强度。图11 初次支护以后衬砌弯矩分布图12 初次支护以后衬砌法向变形 查看全部
<p> 本隧道工程修建于某褶皱构造的背斜处，隧道顶部的岩土层最小厚度为22m，隧道初始衬砌的厚度为200mm，喷射混凝土型号为C30。隧道拱部采用锚杆支护，锚杆材料为Φ22螺纹钢筋，锚杆长度为4.0m。隧道及围岩结构如图1所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624675748332.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 隧道及围岩结构示意图</p><p> 本案例采用GEO5岩土工程有限元分析模块进行分析，共分为八个计算工况。</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 在工况阶段「建模」中进行分析设置、添加岩土材料、建立几何模型、设置接触面类型及生成网格等。我们可以将已经建好的隧道模型文件，直接导入到软件之中。成功将地层和隧道模型导入到软件之中以后，在「岩土材料」中添加岩土材料，这里将所有岩土材料的模型均选择Mohr-Coulomb弹塑性模型。岩土材料添加完成以后，在「指定材料」界面中将岩土材料指定给各自对应的岩土层。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624688488809.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 指定岩土材料</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 接着在「接触面类型」中定义隧道衬砌和周围岩土体之间的接触面类型，注意将材料模型选择「Mohr-Coulomb模型」。接触面添加完成以后，即可启动网格生成操作。</span><br/></p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 点击进入工况阶段[1]，在本工况中分析地层初始地应力。在「分析」界面中直接点击「开始分析按钮」。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624701770297.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 竖向有效应力云图</p><p> 添加工况阶段[2]，在本工况中模拟隧道拱部开挖以后围岩的变形情况。在「激活/冻结分区」中添加新挖方，冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道上台阶区域。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624712218147.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 上台阶开挖以后围岩竖向位移云图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[3]，在本工况中模拟隧道拱部进行衬砌和锚杆支护以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道拱顶添加衬砌和锚杆。因为本工况模拟的是未成熟的混凝土，所以在添加衬砌时注意将混凝土弹性模量和剪切模量分别降低为3000MPa和1200MPa。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624725298964.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 添加衬砌与锚杆</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624736828689.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6 拱墙支护以后（混凝土尚未成熟）围岩竖向位移云图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[4]，在本工况中模拟衬砌混凝土成熟（即已经达到设计强度）以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，即不再考虑围岩的自承能力。在「梁」界面中提高衬砌混凝土的材料强度，将弹性模量和剪切模量分别提高到30000MPa和12000MPa。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624749277603.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 衬砌弯矩分布图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[5]，在本工况中模拟隧道下台阶开挖以后围岩及支护的变形情况。在「激活/冻结分区」界面中点击添加新挖方，将冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道下台阶区域。</span><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624759270864.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图8 冻结分区</p><p> 添加工况阶段[6]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道边墙添加衬砌，</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624771287081.png" alt="image.png"/><span style="line-height: 1.5em;"></span></p><p style="text-align: center;">图9 添加隧道边墙衬砌</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624782123342.png" alt="image.png"/></span><br/></p><p style="text-align: center;">图10 边墙衬砌以后围岩竖向位移云图</p><p><span style="line-height: 1.5em;"> 添加工况阶段[7]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌混凝土成熟以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中提高边墙衬砌混凝土的材料强度。</span></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624794691744.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图11 初次支护以后衬砌弯矩分布</p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1604624803593474.png" alt="image.png"/></span><br/></p><p style="text-align: center;">图12 初次支护以后衬砌法向变形</p><p><br/></p>
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