3.4 ANSYS 隧道开挖模拟实例分析 3.4.1 实 例 描 述 选 取 新 建 铁 路 宜 昌 （ 宜 ） － 万 州 （ 万 ） 铁 路 线 上 的 某 隧 道 ， 隧 道 为 单 洞 双 车 道 ， 隧 道 正下 方 存 在 一 个 溶 洞 ， 隧 道 支 护 结 构 为 曲 墙 式 带 仰 拱 复 合 衬 砌 。 主 要 参 数 如 下 ： 隧 道 衬 砌 厚 度 为 30cm。 采 用 C25 钢 筋 混 凝 土 为 衬 砌 材 料 。 隧 道 围 岩 是 Ⅳ 级 ,隧 道 洞 跨 是 13m， 隧 道 埋 深 是 80m。 溶 洞 近 似 圆 型 ， 溶 洞 半 径 是 3.6m,溶 洞 与 隧 道 距 离 12.8m。 围 岩 材 料 采 用 Drucker-Prager 模 型 。 隧 道 拱 腰 到 拱 顶 布 置 30 根25锚 杆 。 隧 道 围 岩 的 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 3-7 所 示 。 表 3-7 物 理 力 学 指 标 名 称 容 重 （3/ mkN） 弹 性 抗 力 系 数 K（ MPz/m） 弹 性 模 量 E（ GPa） 泊 松 比 v 内 摩 擦 角 （ 。 ） 凝 聚 力C（ MPa）Ⅳ 级 围 岩 22 300 3.6 0.32 37 0.6 C25 钢 筋 混 凝 土 25 - 29.5 0.15 54 2.42 锚 杆 79.6 - 170 0.3 - - 利 用 ANSYS 提 供 的 对 计 算 单 元 进 行 “生死”处理 的 功能， 来模 拟隧 道 的 分步开挖和支护 过程， 采 用 直接加载法， 将岩 体自重 、外部恒载、列车 荷载等在 适当的 时候加在 隧 道 周围岩 体上 。 利 用 ANSYS 后处理 器来查看隧 道 施工完后隧 道 与 溶 洞 之间塑性 区贯通情况， 来判断隧 道 底部存 在 溶 洞 情形时， 实际所 采 用 的 设计 和施工方 案是 否安全可行 。 3.4.2 ANSYS 模 拟 施 工 步 骤 ANSYS 模 拟计 算 范围 确定原则： 通常情况下 ， 隧 道 周围 大于 3 倍洞 跨 以外的 围 岩 受到隧 道 施工的 影响很小了， 所 以， 一 般情况下 ， 计 算 范围 一 般取 隧 道 洞 跨 3 倍。 但因为 本实例隧 道 下 部存 在 溶 洞 ， 所 以， 垂直方 向： 隧 道 到 底部边界取 为 洞...
