ABAQUS在浅埋高速公路隧道开挖模拟中的关键策略

ABAQUS在分离式高速公路隧道开挖模拟中的应用是一项关键的工程计算技术，由王晓阳、刘祥刚和刘明等人合作完成，发表于首篇论文中。该研究主要探讨了如何有效地利用ABAQUS这款非线性有限元分析软件来模拟隧道开挖过程中的复杂力学行为。非线性有限元分析是模拟的关键，因为它能够处理岩土体的非线性应力应变关系，这些特性在隧道工程中至关重要，尤其是在深埋或浅埋明挖结构的隧道中。 在选择材料本构模型时，作者考虑到了岩体的特殊性质，如岩石的脆性与土体的流变性。针对50米浅埋的分离式高速公路隧道，他们选择了弹—完全塑性模型，结合Drucker-Prager屈服准则，以反映岩土材料在达到屈服强度后的永久变形行为。对于初期支护，如喷浆混凝土，以及二次衬砌的模筑混凝土，作者采用了线弹性本构模型，这是基于这些结构在一般工作状态下表现出较好的线性响应。 增量理论的弹塑性本构方程被用来描述材料在应力作用下的变形行为，这种理论在ABAQUS中被广泛应用。通过这种方法，研究者能够细致地模拟开挖过程中的应力场、位移场变化，以及塑性区的分布，进而预测潜在的塑性破坏区域。这样的数值模拟有助于提高隧道施工的稳定性评估，为隧道设计和施工决策提供科学依据。 这项研究展示了ABAQUS在解决隧道开挖过程中的实际问题上的价值，强调了合理选择材料本构模型和精细模拟支护过程的重要性，对于优化隧道施工工艺，减少风险，提升工程安全性具有重要意义。