第4章教案-ANSYS隧道工程应用实例分析(5)

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4.3.2 实例描述

选取新建铁路宜昌（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。

第4章 ANSYS隧道工程中的应用实例分析

图 3-3 隧道支护结构断面图

隧道围岩级别是Ⅳ级，其物理力学指标及衬砌材料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 3弹性模量 E（GPa） 1.5 30 泊松比 ?（kN/m） Ⅳ级围岩 C30钢筋 混凝土 22 25 K（MPz/m） 300 - v 0.32 0.2 内摩擦角 ?（。） 29 54 凝聚力 C（MPa） 0.35 2.42 表3-4 荷载计算表 荷载 种类 值 围岩压力 结构自重 通过ANSYS添加 水压 垂直匀布力N/m3 80225 水平匀布力N/m3 16045 N/m3 200000 根据《铁路隧道设计规范》，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范围内的分布荷载的总和。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。