中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術集團企業(yè)。
1．計算范圍的確定
無論是深埋或淺埋隧道，在力學上都屬于半無限空間問題，簡化為平面應變閥題時，則為半無限平面問題。從理論上講，開挖對周圍巖體的影響，將隨遠離開挖部位而逐漸消失（圣維南原理），因此，有限元分析僅需在一個有限的區(qū)域內進行即可。確定計算邊界，一方面要節(jié)省計算費用，另一方面也要滿足精度要求。實踐和理論分析證明，對于地下洞室開挖后的應力和應變，僅在洞室周圍距洞室中心點3-5倍開挖寬度（或高度）的范圍內存在實際影響。在3倍寬度處的應力變化一般在lo%以下，在5倍寬度處的應力變化一般在3%以下。所以，計算邊界即可確定在3-5倍開挖寬度。在這個邊界上，可以認為開挖弓1起的位移為零。此外，根據(jù)對稱性的特點，分析區(qū)域可以取1/2（1個對稱軸）或1/4（2個對稱軸）。
2．結構體系離散化
將巖體與支護結構離散為有限元僅在節(jié)點處鉸接的單元體的組合是有限單元法的基礎。對平面應變問題常采用的有限單元包括線單元和面單元，如圖5.3.23。對于隧道結構體系離散化后往往是各種類型單元的組合：二節(jié)點和三節(jié)點桿單元用以模擬錨桿；二節(jié)點和三節(jié)點梁單元用以模擬噴射混凝土；三節(jié)點和六節(jié)點三角形常應變元或四節(jié)點、八節(jié)點四邊形等參單元用以模擬圍巖和二次襯砌。因四邊形等參單元具有應力變化連續(xù)，、精度較高、便于網(wǎng)格劃分的優(yōu)點，采用四邊形單元最為適宜。
3．邊界條件和初始應力
由于地下工程都是在應力巖體中開挖的，因而數(shù)值計算中一般采用內部加載方式計算，即由于開挖而在洞周形成釋放荷載，其值等于沿開挖邊界上原先的應力并以原來相反的方向作用于開挖邊界上。
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