Phase2 60軟件應(yīng)用分析報(bào)告

Phase26.0軟件應(yīng)用分析報(bào)告 雙洞單線隧道開挖院系：交通運(yùn)輸工程學(xué)院專業(yè)：城市地下空間專業(yè)學(xué)科：專業(yè)軟件使用姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：完成時(shí)間：2014年05月30日目錄一、 軟件簡介TOC\o"1-5"\h\z.phased的介紹 3Phase的特點(diǎn) 5二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1隧道類型選型 62.2開挖步數(shù) 62.3巖層順序 62.4巖層的厚度和高程 62.5地下水的類型和數(shù)值 6三、 巖層情況3.1巖石名稱 73.2容重d/（kg。m-3）、彈性模量 73.3內(nèi)聚力、摩擦角和抗拉強(qiáng)度 7四、 開挖方式4.1臺(tái)階法工法特點(diǎn) 84.2工藝原理 84.3施工工藝流程及操作要點(diǎn) 84.4質(zhì)量控制 9五、 支護(hù)方式\o"CurrentDocument"5.1施工工藝 10\o"CurrentDocument"5.2工藝流程 10六、分析總結(jié) 11一、軟件簡介1.1phased的介紹Phase2是一款功能強(qiáng)大的巖土工程彈塑性有限元分析軟件，它被廣泛應(yīng)用于各類工程項(xiàng)目分析中，包括地表或地下開挖的支護(hù)設(shè)計(jì)、邊坡穩(wěn)定分析、地下水滲流分析以及概率分析等領(lǐng)域。Phase2能夠輕松、快速地完成復(fù)雜的、多工況步的模型的建模分析，諸如軟巖或多節(jié)理巖體中的隧道、地下廠房洞室群、露天礦坑和邊坡、壩體、土工合成材料加筋土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等等，能夠分析漸進(jìn)破壞、土與結(jié)構(gòu)相互作用及各種其它問題。Phase2提供全面的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型模擬，如噴射混凝土、混凝土、鋼支架系統(tǒng)、樁、多層復(fù)合襯砌、土工織物等。在結(jié)果查看時(shí)，Phase2能夠?qū)λ兄ёo(hù)受力進(jìn)行繪圖，使用戶能夠判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全裕度。螺栓類型的支護(hù)結(jié)構(gòu)包括端結(jié)型錨桿、全長粘結(jié)型錨桿、錨索、分裂型錨固組件和灌漿錨桿等。Phase2的另外一個(gè)重要的功能是基于有限元法的強(qiáng)度折減邊坡安全系數(shù)計(jì)算。使用Mohr-Coulomb或者Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則，對(duì)強(qiáng)度折減的安全系數(shù)計(jì)算完全自動(dòng)進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)行邊坡安全系數(shù)計(jì)算時(shí)，Phase2與Slide的模型可以互相導(dǎo)入，這樣可以對(duì)比極限平衡法和有限元計(jì)算的安全系數(shù)以及滑面的差別，為設(shè)計(jì)提供更全面的參考。同時(shí)，Phase2也能進(jìn)行滲流分析，用戶定義水力邊界條件和材料滲透系數(shù)，軟件求解孔隙水壓力分布以及流徑和水力梯度，孔隙水壓力結(jié)果可以自動(dòng)耦合到應(yīng)力分析中。巖石或土體的本構(gòu)模型包括Mohr-Coulomb、廣義Hoek-Brown和劍橋模型。Phase2V8.0新增了一個(gè)功能，允許用戶自行定義基于統(tǒng)計(jì)學(xué)模型的節(jié)理裂隙網(wǎng)絡(luò)，只需輸入相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)生成節(jié)理網(wǎng)絡(luò)。Phase2V8.0現(xiàn)在支持64位和多核并行處理器，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成大規(guī)模和復(fù)雜模型的求解。IrrMrp-w* -￡1- '咨.卜?『口-p-戶三iCL 亡3■ >:￡~lmmT-r-■_--■-[^1>:Zj,-1.1被斷層切割的砂巖邊坡中高速公路隧道開挖和支護(hù)分析及地下廠房硐室支護(hù)1..2Phase的特點(diǎn)三角形或四邊型等有限元網(wǎng)格的自動(dòng)生成；平面應(yīng)變或軸對(duì)稱開挖問題的分析，開挖過程可多達(dá)50步;多樣化的材料種類：Hoek-Brown、Mohr-Coulomb、Drucker-Prager等多種材料模型；各向同性、橫觀各向同性等彈性材料模型；支護(hù)形式一錨桿（部分錨固，全部錨固，分離裝置，用戶自定義等）混凝土墊層，復(fù)合墊層等多種墊層形式；地下水有效孔隙水壓力分析；彈性或非線性聯(lián)結(jié)；恒定或重力的遠(yuǎn)端應(yīng)力場；分析結(jié)果的圖形顯示和輸出；AutoCADDXF文件的導(dǎo)入和導(dǎo)出。二.設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1隧道類型選型設(shè)計(jì)一個(gè)不同斷面開挖的隧道，并完成開挖到支護(hù)的模擬過程，隧道均是雙洞單向，結(jié)合隧道工程的課程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖2.12.2開挖步數(shù)學(xué)號(hào)尾號(hào)單數(shù)開挖步數(shù)為奇數(shù)，學(xué)號(hào)尾號(hào)雙數(shù)開挖步數(shù)為偶數(shù)（為偶數(shù)）2.3巖層順序?qū)W號(hào)尾數(shù)單號(hào)的巖石順序：1-2-3-4-5，學(xué)號(hào)尾數(shù)雙號(hào)的巖石順序：5-4-3-2-1（為雙號(hào)）2.4巖層的厚度和高程巖層的厚度和高程自行設(shè)計(jì)。2.5地下水的類型和數(shù)值經(jīng)鉆探揭露，場區(qū)地下水有二種類型，即上層滯水和下部粉、細(xì)砂層中的承壓水。根據(jù)場地地層的巖土性質(zhì)，將場地內(nèi)各土層含隔水性劃分如下：第①層雜填土具大孔隙，為弱含水層，第②、③層粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水層，第④層粉砂夾粉土、⑤層細(xì)砂為含水層。上層滯水：上層滯水賦存于①層雜填土中，水量較小，主要受大氣降水的補(bǔ)給，與季節(jié)關(guān)系密切，雨季水位高，旱季水位低?？辈鞎r(shí)測得上層滯水水位埋深0.6-1.05米，圖上標(biāo)注該水位。承壓水：賦存于④層粉砂夾粉土、⑤層細(xì)砂中，該承壓水主要接受臨區(qū)含水層側(cè)向補(bǔ)給，層間側(cè)向徑流排泄，受大氣環(huán)境影響不大。勘察時(shí)測得承壓水水位埋深為1.6-1.9米三.巖層情況巖石名稱容重d/（kg。m-3）彈性模量/MPa泊松比內(nèi)聚力/MPa摩擦角/°抗拉強(qiáng)度/MPa1粉砂巖24601.95e40.22.75381.842泥巖24610.875e40.261.2300.6053砂巖24871.35e40.1232.06401.134砂質(zhì)泥巖25100.5425e40.1472.16360.755細(xì)砂巖28733.34e40.2353.2421.29四.開挖方式4.1臺(tái)階法工法特點(diǎn)4.1.1只需要在原有的全斷面或半斷面開挖臺(tái)架上增設(shè)拼裝式懸臂平臺(tái)供微臺(tái)階鉆眼、噴砼作業(yè)使用，不需增加其它設(shè)備；4.1.2上下臺(tái)階同時(shí)鉆眼、放炮、出碴；4.1.3上下導(dǎo)坑部分工序可平行作業(yè)，節(jié)約時(shí)間。上導(dǎo)微臺(tái)階初噴后，可集中作業(yè)人員打錨桿、安鋼架；上導(dǎo)拱架安裝后，作業(yè)人員撤至下導(dǎo)打錨桿、安鋼架，上導(dǎo)可同時(shí)進(jìn)行噴砼作業(yè)；4.1.4開挖作業(yè)占用空間減少，工序間相互干擾降低，仰拱、二襯等后繼工序距掌子面的距離可控制在30?35m，滿足強(qiáng)制性規(guī)定要求；4.1.5較之短臺(tái)階開挖法，微臺(tái)階法施工進(jìn)度明顯加快。在滿足工序安全步距的前提下，若采用短臺(tái)階法施工，W級(jí)圍巖月進(jìn)度最快能達(dá)70m；采用微臺(tái)階法施工，月進(jìn)度可保證80?90m，圍巖變化不大、工序銜接正常情況下，月進(jìn)度最快可達(dá)90m。4.2工藝原理隧道微臺(tái)階開挖工法由全斷面和短臺(tái)階開挖工法衍變而來，利用一個(gè)開挖臺(tái)架完成上下導(dǎo)坑鉆眼、裝藥，同時(shí)起爆、同時(shí)出碴，以此縮短工序間的銜接時(shí)間差，同時(shí)給后續(xù)工序仰拱施工提供更大的空間，縮小了掌子面與仰拱之間的距離，保證了隧道工序安全步距滿足鐵道部相關(guān)強(qiáng)制性規(guī)定要求，保障了隧道施工安全和進(jìn)度。4.3施工工藝流程及操作要點(diǎn)4.3.1微臺(tái)階法開挖及支護(hù)作業(yè)工藝流程如圖4.1。4.3.2操作要點(diǎn)4.3.3上下臺(tái)階長度、高度確定：上臺(tái)階長度為3?5米，高度為4.0米，下臺(tái)階高度為6.2m，微臺(tái)階法開挖立面、縱斷面圖見圖。4.3.4施工臺(tái)架加工微臺(tái)階施工臺(tái)架可用原有的半斷面或全斷面施工臺(tái)架改裝而成，需要在臺(tái)架掘進(jìn)前進(jìn)方向增加懸臂操作平臺(tái)，參見圖。

進(jìn)入下一循環(huán)圖4.1微臺(tái)階法開挖及支護(hù)作業(yè)工藝流程4.4施工順序說明（1） IV級(jí)圍巖每循環(huán)開挖進(jìn)尺2m,V級(jí)圍巖每循環(huán)開挖進(jìn)尺0.8m；（2） 平行作業(yè)工序?yàn)椋荷吓_(tái)階初噴、打錨桿、立架、掛網(wǎng)工序與出碴工序同時(shí)進(jìn)行，上臺(tái)階噴砼與下臺(tái)階初噴、打錨桿、立架、掛網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行；4.5質(zhì)量控制4.5.1鉆孔：鉆眼時(shí)嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)布孔，由于上臺(tái)階拱腳處易出現(xiàn)欠挖或超挖，該處周邊眼加密布置，控制在35?40cm之間，掏槽眼采用楔形掏槽；4.5.2裝藥：為控制超欠挖，應(yīng)按光面爆破控制裝藥量，周邊眼采用間隔裝藥方式；4.5.3起爆順序：掏槽眼一輔助眼一周邊眼一底板眼，底板眼可較常規(guī)裝藥量大，目的是起到拋碴作用；4.5.4噴射砼：為確保噴射砼的強(qiáng)度質(zhì)量，采用濕噴砼，濕噴砼的坍落度控制在12?16cm，同時(shí)還可降低粉塵和回彈量。五.支護(hù)方式5.1施工工藝（1）錨桿的構(gòu)造要求1） 錨桿采用HRB335級(jí)中22鋼筋，長度從8.2?10米。具體見計(jì)算書。2） 錨桿上下排垂直間距1m，水平間距1m。3） 錨桿傾角為12.5°。4） 錨桿錨固體采用水泥砂漿，其強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M10。5） 噴射混凝土厚度10cm。6） 鋼筋網(wǎng)片中10@100mmx100mm。7） 注漿壓力為0.6Mpa，根據(jù)具體情況壓力可適當(dāng)提高。5.2工藝流程1） 錨桿施工工藝流程：土方開挖一修整邊壁一測量、放線一鉆機(jī)就位一接鉆桿一校正孔位一調(diào)整角度一鉆孔（接鉆桿）一鉆至設(shè)計(jì)深度一插錨桿一壓力灌漿養(yǎng)護(hù)一裸露主筋除銹一上橫梁2） 噴射混凝土面層施工工藝流程：立面子整一焊接鋼筋網(wǎng)片一干配混凝土料一依次打開電、風(fēng)、水開關(guān)一進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)一混凝土面層養(yǎng)護(hù)。六分析總結(jié)（1） 由該軟件模擬計(jì)算得到的圖型我們可以直觀地看到應(yīng)力、位移和塑性區(qū)等分布圖。在主應(yīng)力（。1和-3）的應(yīng)力分布圖中，由于巖體自重的影響，主應(yīng)力整體上是隨著深度的增加不斷增大，圖5中還可以看到應(yīng)力集中現(xiàn)象，與我們?cè)凇稄椝苄粤W(xué)》所學(xué)到的知識(shí)相對(duì)應(yīng)；在位移（水平位移、豎向位移及變形后的整體圖象）分布圖中，我們可以看到模型不同位置的水平位移、豎直位移和總位移情況，模型中二級(jí)巖體整體上位移變化量為零，表明二級(jí)巖體比較穩(wěn)定，我們還可以觀察到五級(jí)巖體邊坡產(chǎn)生明顯滑動(dòng)，表明該邊坡穩(wěn)定性較差；在塑性區(qū)分布圖中可以看到五級(jí)巖體基本上為塑性區(qū)，這也表明該邊坡