1、1第三章 同济曙光建模3.1 地铁车站模型3.1.1 问题描述某地铁车站基坑开挖，基坑有限元计算域长 141m，深 80m，其中基坑内开挖深度为 12m，宽21m，分 4 次开挖，开挖过程和地层条件如图 2.6.1 所示。各次开挖深度和横向内支撑型号见表 2.6.1。各土层、横向内支撑、地下连续墙及节理单元的物理力学性质见表 2.6.2。图 3.1.1 开挖过程和地质条件表 3.1.1 开挖与横向支撑开挖 内支撑次数 深度(m) 次数 深度(m) 型号1 3.02 6.0 1 3.0 Beam13 9.0 2 6.0 Beam24 12.0 3 9.0 Beam323.1.2 分析模型根据问题
2、的特点，选择分析区域如图 2.6.2 所示。表 3.1.2 材料计算参数材料名 弹性模量 E(Kpa) 泊松比 v 重度r(KN/m3) 侧压系数 K0惯性矩I(m4)面积A(m2)Soil1 4.0e+3 0.38 19.2 0.62Soil2 3.0e+3 0.45 16.3 0.82Soil3 6.0e+3 0.35 16.5 0.55Soil4 2.5e+4 0.27 18.2 0.36Soil5 4.5e+5 0.3 22.0 0.43Soil6 2.5e+5 0.25 25.0 0.33Beam1 2.0e+8 76.9 1.07e-4 4.79e-3Beam2Beam3地下连续墙
3、 2.2e+7 24.5 4.27e-2 0.8图 2.6.2 几何模型33.2 同济曙光求解过程3.2.1 模型建立1. 定义六种土层材料、支撑材料和地下连续墙材料2. 定义施工步和开挖步43. 用图示命令绘制计算范围54. 用图示命令绘制土层线和开挖线65. 用图示命令自动寻找封闭区域76. 用图示命令施加 x 和 y 方向的位移约束893.2.2 施工过程模拟1. 进入“施工步 0”，绘制地下连续墙:2. 进入“施工步 1 增量步 1”，选取开挖区域，使用“挖去”快捷命令进行第一步开挖:103. 进入“施工步 2 增量步 1”，选取开挖区域，使用“挖去”快捷命令进行第二步开挖:4. 进入
4、“施工步 2 增量步 2”，施作第一道支撑:115. 进入“施工步 3 增量步 1”，选取开挖区域，使用“挖去”快捷命令进行第三步开挖:6. 进入“施工步 3 增量步 2”，施作第二道支撑:7. 进入“施工步 4 增量步 1”，选取开挖区域，使用“挖去”快捷命令进行第四步开挖:128. 进入“施工步 4 增量步 2”，施作第二道支撑:133.2.3 生成网格1. 选取图示命令，设置参数，生成网格:142. 查看“第 0 步”和“最后一步”的网格图:153.2.4 有限元计算1. 选取图示命令，设置有限元参数:163.2.5 后处理显示分析结束后弹出图示的后处理菜单，在不同的施工步或增量步之间切换可以用图形方式显示各种计算结果；也可用“结果”菜单中的命令将选择对象的计算结果输出到文件
