作者：游志杰

單位：華東交通大學

工程背景

設有一個直徑為6m的隧道，隧道圓心距離地面的距離為25m，設地面為寬度100m，高度50m的矩形，地面土體均勻。

有限元模型

1. 建立部件（part）

2.設置材料及截面特性

進入property模塊，點擊創建材料，先命名材料名為tunnel，設置彈性模量E為213e7，泊松比為0.2。

創建材料，命名為soil，設置密度為1750，彈性模量隨溫度變化為

Temp=1 E=3E7 V=0.32

Temp=1 E=1.5E7 V=0.32

摩爾庫倫布模型：摩擦角30剪脹角0.1

3.裝配部件（Assembly）

點擊創建整體，選取上面創建的兩種部件tunnel和soil，由于坐標完備，可直接裝備完全。

4.定義分析步

編輯命名分析步：Geostat,選擇geostatic，在增量中改初始和最大增量為0.1，0.1。其余保留默認，確定。

編輯命名分析步：Reducation stiffness,選擇，static，general在增量中改初始和最大增量為0.1，0.1，other欄目中選擇matrix storage選擇Unsymmetric。其余保留默認，確定。

5.定義接觸

設置接觸命名為Add shotcrete，分析步在shotcrete，綁定隧道和土體。

設置接觸命名為remove shotcrete，分析步在geostat，綁定隧道和土體。

6.定義荷載，邊界條件

邊界條件：設置為初始分析步，對土體左右兩側U1方向進行固定，對土體底部進行U2固定。

荷載條件：選擇geo分析步點擊gravity，選取整體，設置重力大小為-9.81。

7. 設置初始應力

8.劃分網格

9.提交任務

有限元計算結果

1. 位移分析

   
   

2.應力分析

結 論

在土壓力的作用下，隧道受到了土體重力的作用發生了變形，其中隧道下沉，并伴隨壓縮變形。

文章來源：有限元分析軟件