地铁区间隧道三维抗震时程分析.pdf
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1、5.2 区间结构时程分析 5.2.1CAD 文件的处理 如上一部分车站时程分析中对车站 CAD 俯视平面图进行 Z 轴方向的扩展投影的原理类似,区间结构三维抗震分析是通过将区间结构的断面图(正视图)进行隧道纵深方向的扩展得到车站三维结构网格,再通过将生成网格进行重新分组得到实际的 3D 区间结构网格。1)如图,将二衬剖面图的矿山法结构外轮廓线和盾构法管片结构的外轮廓线提取复制到新的 CAD 文件中,将图形调整到合适的比例尺寸,另存为 DWG 文件。图 5.42 CAD 的整理 2)新建计算项目,选择 3D,检查单位后点击确认。3)将 DWG 文件导入至 MIDAS GTS 软件中。4)如图 5
2、.43 所示,选择 几何合并线选择矿山隧道外轮廓线的右半边适用,同理,使用同样的方法将矿山隧道外轮廓线的左半边合并。图 5.43 合并几何曲线 5)如图 5.44 所示,选择 几何移动复制选择几何线方向选择为 X 轴复制(均匀)距离输入 15几何组输入隧道,点击确认。图 5.44 复制几何曲线 6)如图 5.45 所示,选择 几何移动复制选择几何线方向选择为 X 轴移动距离输入 7.5几何组输入隧道,点击确认。图 5.45 移动几何曲线 7)如图 5.46 所示,选择 几何矩形两点生成矩形,点击如图所示位置的格栅交点(左上一点右下一点),点击确认。图 5.46 绘制地层框 8)如图 5.47
3、所示,选择 几何交叉分割选择曲线为刚生成的矩形线组,点击确认。图 5.47 交叉分割地层几何框 8)如图 5.48 所示,选择 几何移动复制选择曲线为矩形上边选择方向为 Z 轴复制(非均匀)距离输入:-1.75,-5.78,-4.2,-8.97,-6.3,-20,点击确认。图 5.48 移动直线进行土层分层 9)如图 5.49 所示,选择 几何直线2D分别点击大矩形的左上、左下和右上、右下绘制出土层左右边界直线,之后删除左右两边的短直线。图 5.49 重新绘制土层左右边界 10)如图 5.50 所示,选择 几何交叉分割选择生成的全部几何线,点击确认。图 5.50 交叉分割所有几何线 5.2.2
4、 2D 辅助网格组单元的生成 1)如图 5.51 所示,选择 网格尺寸控制隧道及隧道内部曲线网格尺寸为 0.5m,中部土层截面点网格尺寸采用 2m0.5m 间隔梯形布置,上下隧道上下土层采用 2m1m对称梯形布置,两侧土层线框布置间隔为点击确认,将未播种的几何线删除。图 5.51 核心土层及隧道网格尺寸播种 2)如图 5.51 所示,选择 网格2D自动-区域全选生成的几何线勾选划分内部区域,隧道及隧道内部曲线网格尺寸为 0.5m,中部土层截面点网格尺寸采用 2m0.5m间隔梯形布置,上下隧道上下土层采用 2m1m 对称梯形布置,两侧土层线框布置间隔为点击确认,将未播种的几何线删除。图 5.52
5、 进行 2D 辅助网格的划分 3)如图 5.53 所示,选择过滤器中调整为基础网格组,选择被土层分割的隧道上下部分单击鼠标右键将隧道上下部分进行网格合并。图 5.53 2D 辅助网格组的整理和优化 5.2.3 3D 网格组单元的生成 1)如图 5.54 所示,选择过滤器中调整为基础网格组,选择网格扩展网格3D选择隧道网格组方向选择为 Y 轴扩展信息为:勾选均匀和偏移/次数,偏移:0.75,次数:80,点击适用,同理采用同样的方法生成 3D 网格组单元。图 5.54 2D 单元扩展成 3D 单元 2)如图 5.55 所示,选择过滤器中调整为基础网格组,选择扩展生成的隧道盾构隧道外围的后浇梁和端头
6、 3D 单元,单击鼠标右键选择合并。图 5.55 将后浇梁网格组和端头网格组合并 3)如图 5.56 所示,调整为俯视视角,选择工作目录树中的模型网格单击鼠标右键建立新网格组,选中新网格组单击鼠标右键包含/排除网格组框选图中红框所示网格单元确认。图 5.56 将矿山法隧道多余单元剪裁掉 4)如图 5.56 所示,调整为正视视角,选择前一步骤生成的新网格组和隧道上部土层网格组单击鼠标右键仅显示,选中上部土层网格组单击鼠标右键包含/排除网格组框选图中红框所示网格单元确认。图 5.56 将矿山法剪裁出的单元归还给土层 5)如图 5.57 所示,调整为正视视角,选择前一步骤生成的新网格组和隧道下部土层
7、网格组单击鼠标右键仅显示,选中下部土层网格组单击鼠标右键包含/排除网格组框选图中红框所示网格单元确认;整理后的隧道区域网格如图 5.57 所示。图 5.57 生成的隧道区域网格 6)如图 5.58 所示,调整为正视视角,选择网格扩展网格3D3D 单元选择单元(框选土层第一层单元的上表面)选择方向为 Z 轴扩展信息(非均匀)偏移:24.2/2,35.78/3,1.75,点击适用生成上部土层网格组。图 5.58 扩展生成隧道上部土层单元 7)如图 5.58 所示,调整为正视视角,选择网格扩展网格3D3D 单元选择单元(框选土层最下层单元的下表面)选择方向为 Z 轴扩展信息(均匀)长度:-20,分割
8、:7,点击适用生成下部土层网格组。图 5.59 扩展生成隧道下部土层单元 5.2.3 结构 2D 单元的生成 1)选择工作目录树的网格窗口,选中隧道部分的三维网格组单击鼠标右键选择“仅显示”,选择网格析取单元2D 单元选择参考单元(点击选择全部单元)选择节点点击选择全部节点取消勾选基于所属网格组注册输入“结构”确认结构网格组;图 5.60 析取隧道结构网格 选择结构网格组点击右键选择仅显示,将视角调整视角为侧视,选择网格删除框选图 5.60所示的网格,点击确认,生成的网格如图 5.61 所示 图 5.61 删除两端多余网格 图 5.62 生成的隧道区域网格 1)如图 5.60 所示,调整为正视
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