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土木工程计算机软件应用（隧道工程专业）
课程考察题目
本隧道为两车道高速公路隧道，支护结构由初期支护和二次衬砌组成。
初期支护为25cm厚C20喷射混凝土，二次衬砌为30cm厚C30模筑素混凝土。
选取计算断面围岩为Ⅴ级，埋深**m（按附表每个同学不同）。
隧道开挖采用全断面法。
隧道内轮廓如图1。
图1 隧道轮廓及数值模型图(单位cm)
1、计算工况
（1）建立模型
（2）自重应力平衡；
（3）全断面开挖隧道，应力释放30%，计算平衡；
（4）施作初期支护，应力释放40%，计算平衡；
（5）施作二衬，应力释放30%，计算平衡。
2、计算参数
表中：E—弹性模量；ɣ—容重；μ—泊松比；c—粘聚力；ϕ—内摩擦角；H—支护厚度；W—宽度。
3、计算结果分析要求
（1）内力分析（分析每个施工步）；
（2）位移分析（分析每个施工步）；
（3）按现行的《混凝土结构设计规范》GB50010-2010进行初支和二衬的配筋计算。
基于Midas GTS NX的下穿既有道路隧道爆破控制技术摘要：通过理论分析爆破应力波在浅埋隧道围岩内传播与衰减的规律，运用Midas GTS NX软件建模模拟及掌子面爆破试验相结合的方法限定爆破峰值振速，根据既有道路和隧道围岩监测数据优化爆破方案。
减小隧道每循环开挖进尺和调整单孔装药量，跳段选用第三系列毫秒雷管延时爆破。
监测结果表明既有道路路面并未产生较大变形，隧道拱顶下沉和周边收敛监测结果均未超过规范要求值。
关键词：大断面隧道；浅埋段；下穿既有道路；爆破控制1依托工程新建隧道的建筑限界高度净空为5m，净宽为14m，掌子面开挖截面积约为159㎡，属于大断面隧道范畴。
该隧道左洞和右洞的出口均位于坡脚处，出口段上面为某国道，其中左洞轴线与国道夹角为40°，右洞轴线与国道夹角为45°。
隧道与国道斜交处埋深较浅，左洞出口段仅6m，右洞出口段仅4m，左右洞距离仅34m。
此处开挖方式设计为交叉中隔墙法。
通过分析前人的理论、Midas GTS NX数值模拟和工程现场试验和监测结合的方式，进行有效地爆破设计和爆破方案优化，保证隧道穿越顶面既有道路时路面沉降在允许范围内。
3 数值模拟分析3.1 模型建立该隧道下穿国道段地质情况为强风化片麻岩，节理裂隙较发育，岩芯揭露为碎屑和碎块状形式，围岩条件差；现场查看发现存在偏压情况；右洞较左洞埋深浅2m。
结合以上条件，并考虑开挖爆破影响范围，故针对右洞下穿国道段建立模拟模型。
隧道建立的模型尺寸为上部取值4m，左边和右边取50m，下部取值40m，轴线方向长度取值37m。
隧道上面国道建立的模型尺寸为路面厚度取值0.8m、宽度取值11.78m，路基厚度取值1.2m。
交叉中隔墙法爆破开挖施工时，上部左右断面爆破开挖对国道影响较大，故需针对左上断面和右上断面分别建模。
模型Ⅰ针对右线左上断面，模型Ⅱ针对右线右上断面。
本次模拟基于Midas GTS NX有限元软件，模型Ⅰ、Ⅱ均采用摩尔-库伦模型。
基础例题 12隧道施工阶段固结分析1GTS 基础例题 12GTS 基础例题 12.- 隧道施工阶段固结分析运行GTS 概要 生成分析数据 属性 / 5 建立二维几何模型 矩形, 直线, 圆弧 / 9 交叉分割 / 12 生成二维网格 网格尺寸控制 / 13 映射网格 k-线面 / 15 自动划分平面网格 / 18 自动化分线网格 / 19 分析 荷载, 支撑 / 20 节点水头 / 22 定义施工阶段 / 23 分析工况 / 27 分析 / 29 查看分析结果 位移等值线 / 31 孔隙压力 / 32 应力等值线 / 33 随时间的孔隙压力变化 / 351 2 5101320302GTS 基础例题 12GTS 基础例题 12隧道施工阶段固结分析此操作例题中通过在GTS里直接输入坐标来建模并进行施工阶段固结分析。
此例题通 过二维的隧道模型在开挖隧道时同时考虑孔隙压力的变化及地基的变形的固结分析。
在第一个施工阶段里定义模型的地基的约束条件和外部边界的排水条件，在第二个施 工阶段里定义随着隧道的开挖其开挖面的排水条件及右侧地基的竖直位移约束条件。
熟悉在任意施工阶段用图形和表格输出结果的方法以及多种查看分析结果的方法。
运行GTS运行程序。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.运行GTS 。
点击 文件 > 新建打开新项目。
弹出项目设定对话框。
项目名称里输入‘基础例题 12’。
模型类型指定为‘2D’。
分析约束指定为‘X-Z平面’。
单位系统里的内力, 长度, 时间指定为‘kN’, ‘m’, ‘day’。
其他的直接使用程序的默认值。
点击 。
10. 主菜单里选择视图 > 显示选项...。
11. 一般表单的网格 > 节点显示指定为‘False’。
12. 点击 。
1GTS 基础例题 12概要在此操作例题中使用的模型如下所示。
生成一种材料的地层、圆形隧道以及隧道周边 的衬砌之后进行施工阶段固结分析。
DOI院10.13905/ki.dwjz.2019.05.029基于Midas-GTS的基坑开挖数值模拟分析NUMERICAL SIMULATION ANALYSIS OF FOUNDATION PIT BASED ON MIDAS-GTS方年春（上海强劲地基工程股份有限公司，上海201806）FANG Nianchun（Shanghai Qiangjin Toundation Engineering Co.,Ltd.,Shanghai201806，China）【摘要】结合上海某软土地区的某基坑工程实例，通过分析该工程的实际状况，使用有限元分析软件Midas-GTS，建立了可行的基坑开挖有限元模型，并对模型进行了定性分析。
通过软件的后处理功能，提取相应的变形位移等数据，详细地进行了地下连续墙的水平位移分析和坡顶沉降分析，并在不同工况对比下，分析了地下连续墙深度对地下连续墙的水平位移的影响。
结果表明，在基坑开挖过程中，地下连续墙的最大侧向位移随着基坑深度不断加深而逐渐增大，并且最大值产生位置的深度也不断下降。
同时距离较差土质较近的区域基坑发生的变形较大，故在开挖过程中要充分考虑到基坑附近土质情况对基坑开挖的影响，并做好进一步的加固措施，以此保证基坑开挖的稳定。
【关键词】地下连续墙；有限元与数值模拟；基坑工程；变形特征【中图分类号】TU47【文献标志码】A【文章编号】1001-6864（2019）05-0118-04Abstract:Combining with a foundation pit project of a soft soil area in Shanghai,a feasible finite element model of foundation pit excavation is established by analyzing the actual situation of the project and using the finite element analysis software Midas-GTS,and the qualitative analysis of the model is carried out.Through the post-processing function of the software,the corresponding deformation and displacement data are extracted and carried out in de-tail.Horizontal displacement analysis of diaphragm wall and settlement analysis of slope top are carried out,and the influence of diaphragm wall depth on horizontal displacement of diaphragm wall is analyzed under different working conditions.The results show that the maximum lateral displacement of diaphragm wall increases with the deepening of foundation pit,and the depth of the maximum position decreases.At the same time,the deformation of the foun-dation pit is larger in the area close to the poor soil,so the influence of the soil condition near the foundation pit should be fully considered in the excavation process,and further reinforcement measures should be taken to ensure the stability of the foundation pit excavation.Key words:diaphragm wall；finite element and numerical simulation；foundation engineer；deformation characteristi0引言当今中国城市工程建造技术日益成熟，狭隘的土地越来越不能满足城市空间的开发和发展，在地上空间已经不能满足城市持续快速发展对土地的需求的情况下，城市地下空间的开发和利用成为了一个重大研究课题和方向。
