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连载-岩土微技术-71【隧道施工检算常用方法及实(2)

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摘要：

　　图7 输出验算书（节选）

　　3 地层结构法计算简述

　　在GTS NX软件中，针对规范中的三心圆、五心圆及圆形断面可直接采用隧道建模助手生成简单的三维隧道模型。

　　隧道建模助手由4部分组成(一般、喷射混凝土及锚杆、开挖、网格)，只要在所有对话框中正确地输入数据，就能生成完整的隧道模型。而后可以立即运行隧道建模助手，无需任何其他操作。助手中，用户经常使用的数据可设置为默认值，或者创建的单独隧道建模助手的存储文件，在分析类似的隧道时，可只修改现有模型的一部分参数，就可以很快地创建模型。

　　图8 [一般]表单参数输入界面

　　3.1 一般设置隧道的数量和隧道的形状、以及开挖方法。

　　首先，决定是全部（全断面），还是整体形状的一半（右）。需要注意的是如果对隧道建模助手生成的模型进行修改，会导致无法使用指定的施工阶段和结果数据等。

　　[形状]

　　决定隧道断面的形状。支持圆形、3心圆、5心圆。根据指定的隧道形状，定义隧道变化的尺寸也被改变。

　　按照输入示意图，隧道的形状和输入值的关系就会显示在隧道建模助手对话框中，并可以此为参考输入参数。

　　作为定义隧道形状的输入值与[几何-顶点与曲线-隧道截面]功能相同。

　　图9 隧道断面形式

　　[属性]

　　输入隧道周围岩土的材料属性。如果采用隧道建模助手生成隧道模型，隧道周围为基本的矩形区域岩土形状，岩土上部的地层和地表形状可根据选项添加到模型。基本模型是指隧道周边为矩形区域的岩土形状。

　　可以用单一材料组成基本形状。材料及属性的定义与在属性/坐标系/函数菜单中定义的材料/属性相同。

　　[开挖方法]

　　决定隧道截面的开挖方法。在GTS NX中，除[全断面开挖] 之外，还提供[台阶式开挖1]、[台阶式开挖

　　2]、[环形开挖1]、[环形开挖2]、[CD法]的开挖方式。

　　图10 隧道开挖方法

　　3.2 喷射混凝土及锚杆

　　图11 [喷射混凝土及锚杆]表单参数输入界面

　　在喷射混凝土及锚杆对话框中，决定是否喷射混凝土和生成锚杆，类型和材料、布置形状等。

　　通过复选框，设置是否生成喷射混凝土、软喷混凝土或锚杆，并输入属性。用板单元定义喷射混凝土和软喷混凝土，锚杆用植入式桁架单元定义。

　　材料及属性与“属性/坐标系/函数”菜单中定义的材料/属性相同。喷射混凝土及锚杆属性必须按结构属性定义。

　　[中隔墙喷射混凝土]

　　隧道的开挖方法为CD法时被激活，决定是否在中隔壁上设置喷射混凝土。

　　[锚杆]

　　输入数量、分割、长度、弧长（锚杆的间距）。

　　[交错布置]

　　决定在各施工阶段的锚杆是否按交错布置的选项。指定为+1的情况下，在第一个施工阶段中，按指定的数量生成锚杆，在第二个施工阶段中增加一个锚杆，在第三个施工阶段中锚杆数量重新变为指定的数量。指定为-1的情况下，在第一个施工阶段中，按指定的数量生成锚杆，在第二个施工阶段中减少一个锚杆，在第三个施工阶段中锚杆数量重新变为指定的数量。

　　[中隔墙锚杆]

　　在隧道的开挖方法为CD法时被激活，决定是否在中隔墙中设置锚杆。

　　图12 中隔墙锚杆布置方式

　　通过[输入示意]或[绘图]，可以实时查看绘制的截面形状。

　　3.3 开挖

　　图13 [开挖]表单参数输入界面

　　按各施工阶段决定隧道的开挖。

　　设置开挖类型，按单向开挖还是双向开挖。双向开挖的情况下，程序会生成施工阶段直到隧道打通。当建立2个隧道的情况下，指定要先开始开挖的隧道。

　　[第一开挖隧道]

　　指定左、右隧道的开挖先后。

　　[开挖后喷锚阶段]

　　输入开挖后的喷射混凝土和锚杆的阶段间隔。例如，输入1的情况下，开挖后在下一个施工阶段中生成喷射混凝土或锚杆。生成软喷混凝土的情况下，软喷混凝土在基于输入的阶段中激活，并在下一阶段中硬化。

文章来源：《岩土工程学报》网址: http://www.ytgcxb.cn/zonghexinwen/2021/0216/507.html