第5章 水工隧洞施工及运行的ANSYS模拟

本章摘要：

阅读指南：水工隧洞属于水利工程中很重要的输水建筑物。隧洞的施工破坏了原岩地应力场，使围岩应力重新分布，应力集中区的高应力造成隧洞变形破坏。因此必须合理准确地计算隧洞围岩应力场和位移场，为隧洞变形破坏计算及稳定性分析提供理论依据。本章从水工隧洞的设计模型、数值模拟方法、隧洞荷载等基础理论介绍，其目的是为ANSYS有限元分析做准备。本章占用大量的篇幅系统介绍基于ANSYS平台下水工隧洞有限元分析过程，包括仿真单元定义、材料设置、有限元模型创建、求解边界添加、生死单元技术、求解结果设置，结果分析。通过该过程的介绍主要向读者介绍在ANSYS有限元的仿真过程。

由于ANSYS在水利工程中应用面广，可以广泛用于水利工程的各个专业领域中，结构分析包括水工隧洞、地下厂房、高边坡、重力坝、拱坝、截流堰等水工结构；水轮机组的动力分析；水文预测以及高速水力学等。基于对ANSYS基本操作的熟悉，并建立对水工结构ANSYS分析的概念，本章以一个典型水工隧洞的开挖过程为例，简单介绍ANSYS在水利工程中的应用，并以此作为初学者的入门实例。