第一篇：地鐵明挖隧道結構力學分析
地鐵明挖隧道結構力學分析
1、問題描述
該雙線雙箱隧道總寬為10m，高為5m，箱形隧道的板厚為50cm，均采用鋼筋混凝土C30。該隧道的埋深為5m，土體平均飽和容重為20kN/m3,地面汽車載荷為20kPa，地層彈性抗力系數為30MPa/m，隧道斷面尺寸如下圖所示。
圖1 地鐵明挖雙線雙箱隧道斷面
2、建模
圖2 帶彈簧單元的有限元模型
3、施加載荷與約束
圖3 施加了載荷與約束的有限元模型
4、求解結構分析
圖4 變形圖
圖5 彎矩圖/N·m
圖6軸力圖/N
圖7 剪力圖/N
第二篇：第4章 地鐵明挖隧道襯砌結構設計力學分析
襯砌結構力學有限元分析過程
/TITLE,Mechanical analysis on cut and cover tunnel lining!確定分析標題 /NOPR
!菜單過濾設置 /PMETH,OFF,0 KEYW,PR_SET,1
KEYW,PR_STRUC,1
!保留結構分析部分菜單 /COM，/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM, Structural
/PREP7
!進入前處理器 ET,1,BEAM3
!設置梁單元類型 ET,2, COMBIN14
!設置彈簧單元類型 R,1,0.5,0.0104167,0.5, , , ,!設置梁單元幾何常數 R,2,50e6, , ，!設置彈簧單元幾何常數 MPTEMP，，，,，!設置材料模型 MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1，30e9
!輸入彈性模量 MPDATA,PRXY,1，0.2
!輸入泊松比 MPTEMP，，，,，!設置材料模型 MPTEMP,1,0
MPDATA,DENS,1，2500
!輸入密度 SAVE
!保存數據庫 K,1，,，!創建關鍵點 K,2 ,4.7，，K,3 ,4.7,5， K, 4,0,5,，LSTR，1，!創建直線 LSTR，2，LSTR，3，LSTR，4，SAVE
!保存數據，生成的直線如圖4-7所示。LESIZE,ALL,0.5, , , ,1, , ,1，!設置單元大小，本次劃分成0.5m長 TYPE，!設置將要創建單元的類型 MAT，!設置將要創建單元的材料 REAL, 1
!設置將要創建單元的幾何常數 FLST,2,4,4,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-4 LMESH,P51X
!將所有直線劃分單元 /PNUM,KP,0
!以下為顯示單元編號和顏色 /PNUM,ELEM,1 /REPLOT
!重新顯示 SAVE FLST,4,9,1,ORDE,2
!選擇要復制的節點數量和起始點 FITEM,4,23
FITEM,4,-31
NGEN,2,100,P51X, , , ,1, ,1，!復制生成新的節點，Y坐標增加1，節點號增加100 FLST,4,9,1,ORDE,2
FITEM,4,3
FITEM,4,-11
NGEN,2,100,P51X, , , ,-1, ,1，FLST,4,9,1,ORDE,2
FITEM,4,13
FITEM,4,-21
NGEN,2,100,P51X, , ,1, , ,1, FLST,4,9,1,ORDE,2
FITEM,4,32
FITEM,4,-40
NGEN,2,100,P51X, , ,-1, , ,1，FLST,4,1,1,ORDE,1
FITEM,4,12
NGEN,2,140,P51X, , ,0.71,0.71, ,1，FLST,4,1,1,ORDE,1
FITEM,4,2
NGEN,2,152,P51X, , ,0.71,-0.71, ,1，FLST,4,1,1,ORDE,1
FITEM,4,22
NGEN,2,154,P51X, , ,-0.71,0.71, ,1, FLST,4,1,1,ORDE,1
FITEM,4,1
NGEN,2,176,P51X, , ,-0.71,-0.71, ,1, SAVE TYPE，!設置將要創建單元的類型 MAT，!設置將要創建單元的材料 REAL，!設置將要創建單元的幾何常數 FLST,2,2,1
!選擇要創建單元的兩個節點 FITEM,2,12
FITEM,2,152
E,P51X
!創建彈簧單元 FLST,2,2,1
FITEM,2,23
FITEM,2,123 E,P51X
……
!依次繼續直到所有的彈簧單元創建完成 FLST,2,2,1
FITEM,2,2
FITEM,2,154 E,P51X
Finish
!返回Main Menu 主菜單 /SOL
!進入求解器
FLST,2,40,1,ORDE,10
!選擇要施加約束的節點 FITEM,2,103 FITEM,2,-111 FITEM,2,113 FITEM,2,-121 FITEM,2,123 FITEM,2,-140 FITEM,2,152 FITEM,2,154 FITEM,2,176 FITEM,2,-177 D,P51X, , , , , ,UX,UY, , , ，ACEL,0,10,0，F,1,FY,41125
F,2,FY,41125
F,3,FY,82250 F,4,FY,82250 F,5,FY,82250 F,6,FY,82250 F,7,FY,82250 F,8,FY,82250 F,9,FY,82250 F,10,FY,82250 F,11,FY,82250 F,12,FY,-32700
F,22,FY,-32700 F,23,FY,-65400 F,24,FY,-65400 F,25,FY,-65400 F,26,FY,-65400 F,27,FY,-65400 F,28,FY,-65400 F,29,FY,-65400 F,30,FY,-65400 F,31,FY,-65400 F,2,FX,-32700
F,13,FX,-62400
F,14,FX,-59400 F,15,FX,-56400
在“Ux”和“Uy”兩個方向的施加約束!在Y方向施加重力加速度!在節點上施加Y方向集中力!在底邊上施加力!在頂邊上施加力!在右邊上施加力!在X方向施加力
!F,16,FX,-53400 F,17,FX,-50400 F,18,FX,-47400 F,19,FX,-44400 F,20,FX,-41400 F,21,FX,-38400 F,12,FX,-17700 F,22,FX,17700
F,32,FX,38400 F,33,FX,41400 F,34,FX,44400 F,35,FX,47400 F,36,FX,50400 F,37,FX,53400 F,38,FX,56400 F,39,FX,59400 F,40,FX,62400 F,41,FX,32700 NROPT,FULL, ，Allsel
Outres,all,all
Solve
Finish
SAVE /POST1
PLDISP,1
ETABLE, ,SMISC, 6
ETABLE, ,SMISC, 12
ETABLE, ,SMISC, 1
ETABLE, ,SMISC, 7
ETABLE, ,SMISC, 2
ETABLE, ,SMISC, 8
查看內力，PLLS,SMIS6,SMIS12,-1,0 ESEL,U,TYPE，2
PLLS,SMIS1,SMIS7,1,0 PLLS,SMIS2,SMIS8,1,0 Finish
!在左邊上施加力 采用全牛頓－拉普森法進行求解!選擇所有內容!輸出所有內容!求解計算
!求解結束返回Main Menu 主菜單
!進入后處理器
!繪制變形和未變形圖
!6、12表示彎矩
!1、7表示軸力
!2、8表示剪力
!繪制彎矩圖
!僅顯示單元類型2!繪制軸力圖
!繪制剪力圖
!結束后處理器操作!
/sol
FLST,2,36,2
FITEM,2,50
FITEM,2,49
FITEM,2,48
FITEM,2,47
FITEM,2,46
FITEM,2,45
FITEM,2,44
FITEM,2,43
FITEM,2,42
FITEM,2,80
FITEM,2,79
FITEM,2,78
FITEM,2,77
FITEM,2,76
FITEM,2,75
FITEM,2,74
FITEM,2,73
FITEM,2,72
FITEM,2,70
FITEM,2,69
FITEM,2,68
FITEM,2,67
FITEM,2,66
FITEM,2,65
FITEM,2,64
FITEM,2,63
FITEM,2,62
FITEM,2,60
FITEM,2,59
FITEM,2,58
FITEM,2,57
FITEM,2,56
FITEM,2,55
FITEM,2,54
FITEM,2,53
FITEM,2,52
EKILL,P51X
SAVE Allsel
Solve
Finish
SAVE
!進入求解器
!選擇單元
!殺死所選擇的單元
!選擇所有內容!求解計算
!求解結束返回Main Menu 主菜單
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
1．查看最后計算結果
/POST1 ETABLE,REFL
!更新單元表數據 PRETAB,SMIS6,SMIS12,SMIS1,SMIS7,SMIS2,SMIS8!打印單元表數據 PRNSOL,DOF，!打印節點位移
第三篇：明挖隧道畢業實習
畢業實習報告
一、概述
畢業將至，我們這些溫室里的花朵也將步入殘酷的社會環境。畢業實習是大學教育最后一個極為重要的實踐性教學環節，通過實習，才能更好的適應這個變化過程。在這個過程中，把在學校學的理論和現實充分的精密結合，使我們在社會實踐中接觸與本專業相關的實際工作，增強感性認識，培養和鍛煉我們綜合運用所學的基礎理論、基本技能和專業知識，去獨立分析和解決實際問題的能力，把理論和實踐結合起來，提高實踐動手能力，并能很好的處理好工作中的人際關系，為我們畢業后走上工作崗位打下一定的基礎，盡快適應由學生到工程技術人員角色的轉化。同時也能為自己的畢業設計搜集施工資料，能更好的完成設計工作。
二、實習過程
實習地點：山東省濟南市市中區 實習單位：濟南城建集團第二分公司
工程項目情況：工程名稱：濟南二環南路(西段)第二標段石坊峪隧道工程，工程規模：5.6億，其中山嶺隧道1167米，明挖隧道866米，工程類型：公路工程，工程地點：山東省濟南市市中區九曲莊村，設計單位：濟南市市政工程設計研究院(集團)有限責任公司，施工單位：濟南城建集團第二分公司，監理單位：濟南城建監理
在此期間職責為測量助理和施工助理，協助進行測量放線及指導施工
三、實習內容
1、測量放樣：
（1）內業資料復核與計算
施工放樣前，先復核設計圖紙的線路坐標、曲線要素、豎曲線要素、里程和斷面尺寸等，如復核無誤，則依據這些資料計算出各圍護樁樁位、軸線、角樁控制點的坐標，采用極坐標法進行放樣資料的計算。
（2）放樣 采用全站儀進行測量放樣。每次測量放樣前都必須進行后視，與設計院給出的坐標進行對比，檢查測站點是否由于挖方或爆破等因素產生移動，完全一致才能進行。
（3）基坑放樣測量
施工放樣主要是控制圍護樁位、中間柱樁位和結構軸線的偏差，利用全站儀從地面控制網定位測量進行樁位的放樣，放出各圍護樁位、軸線、角樁控制點。
2、基坑支護(1)放坡開挖技術。由于明挖隧道地段地面開闊且地下地質條件較好，基坑自上而下分層、分段依次開挖，隨挖隨刷邊坡。
(2)土釘墻支護技術。在原位土體中用機械鉆孔，加入較密間距排列的錨筋，外注水泥砂漿，并噴射混凝土，使土體、鋼筋、噴射混凝土板面結合成土釘支護體系。
3、基坑開挖（1）開挖準備工作
由于本段挖方深度大，最淺處挖深11.6m，最深處挖深27.7m，挖方量特別高，故應作好深基坑施工組織設計（包括周圍環境的監控措施）和施工操作規程，對開挖中可能遇到的漏水及邊坡失穩現象制定相應的應急措施。準備好出土、運輸和棄土機具，保證基坑開挖中連續有效的出土，加速開挖支撐的速度，減少地
養 生，待 凝復噴砼厚度6cm綁扎鋼筋網壓力注漿布設土釘、泄水孔孔位初噴砼厚度4cm土方開挖（分層分段）測量放線人工修平邊坡鉆孔并放土釘鋼筋、泄水管制作土釘鋼筋、泄水管焊加強固定鋼筋及錨固頭層的移動。將邊坡支護及錨索安裝的機械設備和材料備齊，以利于邊開挖邊支護，減少邊坡的暴露時間，利于周圍土體穩定，保證施工正常進行。對基坑、人工挖孔樁、周圍環境及管線編制詳細的監控方案，并預先作好監測點的布設，初始數據的測試及監測儀器的調試工作，使監測工作準備就緒。
（2）土方開挖
開挖設備采用挖掘機配自卸式汽車，分層分段開挖。為了保證區間隧道從明暗挖分界處盡早進洞施工，將施工便道位置設在距明暗挖分界處30m的位置。施工便道坡度12%，碎石路面寬6m。
4、槽低施工
（1）基坑開挖到設計標高，仔細進行測量，放樣及驗收，嚴禁超挖。（2）壓路機壓實，并進行測量，放樣及驗收。（3）澆筑墊層（4）做底板防水層。
（5）澆筑6cm細石混凝土保護層
5、鋼筋工程（1）鋼筋加工制作
1）鋼筋必須有質保書或試驗報告單。
2）鋼筋進場時分批抽樣物理力學試驗。使用中發生異常（如脆斷、焊接性能不良或機械性能顯著不正常時），要補充化學成份分析試驗。
3）鋼筋加工的形狀、尺寸必須符合設計要求。鋼筋的表面保持潔凈、無損傷，油漬、漆污和鐵銹等在使用前清除干凈。不使用帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋。
4）鋼筋的彎鉤或彎折按國標 GB規定執行。（2）鋼筋焊接
（1）鋼筋焊接使用焊條、焊劑的牌號、性能以及接頭中使用的鋼板和型鋼均必須符合設計要求和有關規定。
（2）焊接成型時，焊接處封鎖水銹、油漬等。焊接后在焊接處無缺口、裂紋及較大的金屬焊瘤，用小錘敲擊時，應發出與鋼筋同樣的清脆聲。鋼筋端部的扭曲、彎折必須校直或切除。
（3）鋼筋焊接的接頭形式、焊接工藝和質量驗收，按國家現行標準《鋼筋焊接及驗收規程》的有關規定。（4）軸心受拉和小偏心受拉桿件中的鋼筋接頭，均采用焊接。普通砼中直徑大于 22mm的鋼筋和輕骨料砼中直徑大于 20mm的 I 級鋼筋及直徑大于 25mm的Ⅱ、Ⅲ級鋼筋的接頭，均采用焊接。
（3）鋼筋綁扎與安裝
1）在墊層上進行精細測量放線，并嚴格按照施工線綁扎鋼筋。2）所配置鋼筋的級別、鋼種、根數、直徑等必須符合設計要求。2）焊接成型后的網片或骨架必須穩定牢固，在安裝及澆注砼時無松動或變形。
3）同一根鋼筋上在 30d 且小于 500mm的范圍內,只準有一個接頭。4）綁扎或焊接接頭與鋼筋彎曲處相距不小于 10 倍主筋直徑，也不在最大彎矩處。
5）當設計有防迷流要求時，嚴格按設計要求采用焊接貫通。
6）鋼筋與模板間設置足夠數量與強度的墊塊，確保鋼筋的保護層達到設計要求。
7）在綁扎雙層鋼筋網時，設置足夠強度的鋼筋撐腳，以保證鋼筋網的定位準確。
6、模板工程
（1）模板必須支撐牢固、穩定、無松動、跑模、超標準的變形下沉等現象。對超重、大體積砼施工時模板支撐剛度須進行施工設計計算，并經監理驗算。
（2）模板拼縫平整嚴密，并采取措施填縫，保證不漏漿，模內必須干凈。模板安裝后及時報驗及澆砼。
（3）模板安裝前，必須經過正確放樣，檢查無誤后才立模安裝。（4）中、頂板結構支立支架后鋪設模板，并考慮預留沉降量。當跨度大于 4m時，模板起拱，起拱高度為跨度的 3‰以確保凈空和限界要求。側墻模板采用大模板，模板拼縫處內貼止水膠帶或玻璃膠，防止漏漿。
（5）結構變形縫處的端頭安裝填縫板，填縫板與中埋式止水帶中心線和變形縫中心線重合并用模板固定牢固。止水帶不打孔或用鐵釘固定。填縫板的支撐必須牢固，確保不跑模。
7、大體積箱體混凝土澆筑
由于本明挖隧道斷采用整體箱涵式，屬于大體積箱體鋼筋混凝土結構。砼澆注采用階梯式分層澆筑法施工,即第一層從施工段一端開始澆筑,進行到一定距離返回澆筑第二層,且第二層砼控制在第一層砼初凝前澆筑,如此依次向前澆筑各層。
澆筑過程注意使整個施工段內的砼面均勻上升，且澆筑速度均勻，保證砼不發生離析。
(1)砼澆注過程中應注意的事項：
①砼灌注必須采用串筒、溜槽或振動流管下落控制其自由傾落高度，避免因超高而使砼發生離析現象。
②砼必須采用振搗器振搗，振搗時間為 10～30S，并以砼開始泛漿和不冒氣泡為準。
③振搗器移距：插入式不大于作用半徑一倍，插入下層砼的深度不小于 5cm，振搗時不得碰撞鋼筋、模板、預埋件和止水帶等；表面振搗器移距與已振搗砼搭接寬度不小于 10cm。
④砼從低處向高處分層連續灌注。如必須間歇時，其間歇時間盡量縮短，并在前層砼凝結之前，將次層砼灌注完畢。
⑤砼每層灌注厚度，當采用插入式振搗器時，不超過其作用部分長的 1.25 倍；表面振搗器不超過 200cm。
⑥結構預埋件（管）和預留孔洞、鋼筋密集以及其它特殊部位，必須事先制定措施，施工中加強振搗，不得漏振。
（2）結構施工縫留置在受剪力最小處，并符合下列規定： ①柱子施工縫留置在梁底交界處約 50cm。
②板的施工縫留置在受剪力最小處，并符合下列規定：縫留在柱跨1/3～1/4 范圍內。
（3）施工縫處繼續灌注砼時，按下列規定執行： ①按設計安置好止水帶或膨脹止水條。
②已灌注砼強度：水平施工縫處不低于1.2MPa,垂直施工縫處不低于 2.5MPa。
③施工縫處砼必須認真振搗，新舊砼結合緊密。
8、回填工藝
（1）根據試驗數據，確定分層厚度回填按分層攤平夯實，并在頂板保護層強度達到設計要求后開始。（2）側墻頂板范圍0.5m以內采用粘土回填，采用人工使用小型機具夯填，夯與夯之間重疊不小于1/3夯底寬度。其他范圍采用機械壓碾，按薄填慢行，先輕后重，反復壓碾，搭接寬度20cm。
（3）分段夯填接茬處，已填土坡應挖臺階，臺階寬度不小于1m，高度不大于0.5m。回填標高不一致時，應從低處向高處逐層填壓。
（4）每層按設計要求取樣進行密實度試驗。（5）回填時防止機械或機具碰撞防水保護層。
四、實習總結或體會
通過這次實習我真正感覺到步入社會后我們要學得的東西很多，差距還是有的，專業課知識的欠缺、動手能力不足等等，我也知道這不是一天兩能夠學會的，不過我堅信我能做到這一點。這次實習對我的畢業設計也有很大的幫助，我想能夠在以后的設計過程中體會到很多東西。最后還應該感謝老師教給我們的知識，這為我們進入社會，做好了準備提供了能力。
第四篇：第8章 地鐵明挖和暗挖隧道施工過程仿真分析
8.1 普通暗挖法施工三維數值模擬分析
8.1.1 有限元模型建立
1．啟動程序
/TITLE，Mechanical analysis on sectional metro tunnel based on mine method!確定分析標題
/NOPR
!菜單過濾設置 /PMETH，OFF，0 KEYW，PR_SET，1
KEYW，PR_STRUC，1
!保留結構分析部分菜單
2．單元參數和幾何參數定義
（1）定義相關幾何參數。fini /cle *set,x1,-12
!以下為面2的幾何參數，該面為矩形，最左下角頂點!坐標為x1和y1，矩形的寬度為w1、高為h1。
*set,y1,-12
!所有長度單位為m *set,w1,28.9 *set,h1,30.15
*set,x2,-25
!面3的幾何參數 *set,y2,-12 *set,w2,13
*set,h2,30.15
*set,x3,16.9
!面4的幾何參數 *set,y3,-12 *set,w3,13
*set,h3,30.15
*set,x4,-25
!面5的幾何參數 *set,y4,-30 *set,w4,54.9 *set,h4,18
*set,th,0.4
!支護結構的厚度 *set,length_z,50
!隧道縱向的長度，這里為了簡化計算，只是說明應用情況，!取縱向長度為50m，每天開挖5米，10天施工完成。
（3）定義單元類型、實常數、材料屬性。/prep7
et,1,mesh200,2
!3-D線單元2節點
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
et,2,mesh200,6
!3-D面單元4節點
et,3,SHELL63
!用于模擬支護結構的殼單元
et,4,SOLID45
!用于模擬圍巖的三維實體單元 r,1,th
!殼單元的厚度，單位 mp,ex,1,3.0e10
!支護結構材料屬性，彈性模型，單位Pa mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2700
mp,ex,2,2.5e8
!圍巖材料屬性 mp,prxy,2,0.32
!泊松比，無單位 mp,dens,2,2200
mp,ex,3,2.5e8
!開挖部分土體的材料屬性與圍巖材料一樣 mp,prxy,3,0.32
mp,dens,3,2200
!材料密度，單位kg/m3 save
!保存數據庫
3．建立幾何模型
（1）創建隧道支護結構上的關鍵點。
k，0,0
!關鍵點的序號暗默認值從小到大遞增，坐標為0和0 k，0,3.85
k，0.88,5.5 k，2.45,6.15 k，4.02,5.5 k，4.9,3.85
k，4.9,0
!創建的關鍵點如圖8-7所示。Save
!保存數據庫
（2）創建隧道支護結構線和被挖去部分土體面。larc,1,2,6,8.13!由兩個端點（K1和K2），曲率中心上的任意一點（K6）以及
!半徑8.13m生成一條弧線
larc,2,3,6,3.21 larc,3,4,6,2.22 larc,4,5,2,2.22 larc,5,6,2,3.21 larc,6,7,2,8.13 larc,7,1,4,6 a,1,2,3,4,5,6,7!由7條圓弧線生成被挖去部分土體面，如圖8-8和圖8-9所示。Save
!保存數據庫
（3）創建圍巖面。Blc4,x1,y1,w1,h1
!創建面2 Blc4,x2,y2,w2,h2
!創建面3 Blc4,x3,y3,w3,h3
!創建面4 Blc4,x4,y4,w4,h4
!創建面5 /pnum,area,1
!顯示面編號 Aplot
!顯示面
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
Save
!保存數據庫，所有的面如圖8-10所示。
（4）對面進行布爾操作。
aovl,1,2,3,4,5
!對5個面進行重疊操作 nummrg,all，，low
!合并重復各元素并保留低編號號碼 numcmp,all
!壓縮各元素編號號碼
Save
!保存數據庫，經過布爾運算后的面如圖8-11所示。
（5）進一步劃分面5，即支護結構上的關鍵點1，2，6，7與面5的四個角點連成線，然后再用這些4條線將面5分割為4個面，以便可以用映射進行面的網格劃分。l,1,8
!通過兩個關鍵點創建從四個角點上連接出四條直線 l,7,9 l,6,10 l,2,11 lsel,s,line，21,22,1!選擇線21到22 lsel,a,line，7
!再選擇線7 asbl,5,all
!進行布爾操作，用所選擇的7,21,22三條線分割面5 lsel,s,line，21,24,3 lsel,a,line，1 asbl,7,all
!用7,21,24三條線分割面 lsel,s,line，22,23,1 lsel,a,line，6 asbl,8,all
!用6,22,23三條線分割面
nummrg,all，，low
!合并重復各元素并保留低編號號碼 numcmp,all
!壓縮各元素編號號碼
Save
!保存數據庫，經過線分割面布爾運算后的面5如圖8-12所示。
4．建立網格模型
（1）設置隧道支護結構所劃分的單元數及其周圍四個面的網格劃分。lsel,s,line，2,5,1
!選擇線2～5 LCCAT,all
!將線2~5暫時疊加為一條線 lesize,all，,3
!將4條線的單元數均設置為3 lsel,s,line，9,11,2
!選擇線9和12 lsel,a,line，6
!再選線6 lsel,a,line，1
!再選線1 lesize,all，,8
!設置單元數為8 lsel,s,line，8,10,2
!選擇線8和10 lsel,a,line，7
!再選線7 lesize,all，,12
!設置單元數為12 lsel,s,line，21,24,1
!選擇線21～24 lesize,all，,10,2!設置單元數為10，比率為2，從里面到外側單元長度越來越長 type,2
!選擇單元類型2 asel,s,area，5,8,1!選擇面5～8 amesh,all
!對面5~8進行網格劃分
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
Save
!保存數據庫，劃分好的面單元網格如圖8-13所示。
（2）對其他面進行網格劃分。asel,s,area，1
!選擇面1 amesh,1
!對面1進行網格劃分 lsel,s,line，12,13,1
!選擇線12和13 lesize,all，,8
!設置單元數為8 lsel,s,line，15,18,1
!選擇線15～18 lesize,all，,6,2
!設置單元數為6，比率為2 asel,s,area，2,3,1
!選擇面2和3 amesh,all
!對面2和3進行網格劃分 lsel,s,line，14
!選擇線14 lesize,all，,24
!設置單元數為24 lsel,s,line，19,20,1
!選擇線19和20 lesize,all，,6,2
!設置單元數為6，比率為2 lsel,s,line，15,17,2
!選擇線15和17 lsel,a,line，8
!再選擇線8 LCCAT,all
!對線進行疊加操作 asel,s,area，4
!選擇面4 amesh,all
!對面4進行網格劃分 LSEL,s,LCCA
!選擇疊加的線 LDELE,all
!刪除前面暫時整合在一起的線
nummrg,all，，low
!合并重復各元素并保留低編號號碼 numcmp,all
!壓縮各元素編號號碼
Save
!保存數據庫，所有面單位網格模型如圖8-14所示。
（3）將線模型拉伸成殼單元網格模型。Allsel
!選擇所有的元素 k,1000，,-length_z!定義一個輔助關鍵點 l,1,1000
!定義一條輔助線
/view,1,1,1,1
!設置為三維模型顯示 /replot
!刷新顯示區
EXTOPT,ESIZE,10,0,!在拉伸線上設置成10個單元 LSEL,S,LINE，1,7,1
!選擇線1～線7 ADRAG,all，，，25!沿著線25拉伸線1～線7 Gplot
!更新顯示內容 type,3
!選擇單元類型3，表示殼單元 real,1
!選擇殼單元實常數
mat,1
!選擇殼單元實材料常數 ASEL,S,loc,z,-25
!選擇z=-25的面 APLOT
!顯示面
lsel,s,loc,z,-25
!選擇z=-25的線 lesize,all，,10
!設置單元數為10
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
MSHAPE,0,2D
!設置單元為2D MSHKEY,1
!采用四邊形單元
amesh,all
!對選擇的面劃分單元
Save
!保存數據庫，幾何模型如圖8-15所示，面單位網格模型如圖8-16所示。
（4）創建圍巖實體單元。ASEL,invert
!對面元素進行反向選擇操作，得到當前有效面為Z=0的面 Aplot
!顯示面
EXTOPT,ESIZE,10,0,!由面拉伸成體的相關屬性設置，拉伸方向設置成10個單元 EXTOPT,ACLEAR,1!清除面單元（被拉伸的面單元）TYPE,4
!設置單元類型4，圍巖實體單元 MAT,2
!設置單元材料常數為2 asel,r,area，2,8,1
!選擇面2～面8 VDRAG,all，，，25
!沿著線25拉伸面2～面8，為周圍圍巖實體單元網格 Allsel
!選擇所有元素
MAT,3
!設置單元材料常數為3 VDRAG,1，，，25
!沿著線25拉伸面1，為被挖掉圍巖部分實體單元網格 EPLOT
!顯示單元網格
nummrg,all，，low
!合并重復各元素并保留低編號號碼 numcmp,all
!壓縮各元素編號號碼 finish
!返回到上一節主菜單 /solu
!進入求解器
antype,static
!設置分析類型為靜態分析
Save
!保存數據庫，拉伸完畢后的模型如圖8-17所示。
8.1.2 加載與求解
1．加載與自重應力場求解
（1）施加邊界條件以及重力加速度。asel,s,loc,x,x2
!選擇左側面 asel,a,loc,x,x2+w4
!選擇右側面
da,all,ux,0
!對左右面上所有節點施加x方向位移約束 allsel
!選擇所有元素 asel,s,loc,y,y4
!選擇底面
da,all,uy,0
!對底面上所有節點施加y方向位移約束 allsel
!選擇所有元素 asel,s,loc,z,-length_z
!選擇后面 asel,a,loc,z,0
!選擇前面
da,all,uz,0
!對前后面上所有節點施加z方向位移約束 allsel
!選擇所有元素 acel，10
!施加重力加速度
Save
!保存數據庫，帶邊界條件的有限元模型如圖8-19所示。
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
（2）設定分析選項。
deltim,0.1,0.05,0.2
!時間步設置，總長0.1，最小0.05，最大0.2 autots,on
!使用自動時間步
pred,on
!打開時間步長預測器
lnsrch,on
!打開線性搜索
nlgeom,on
!打開大位移效果
nropt,full
!設定牛頓-拉普森選項
cnvtol,f，0.02,2,0.5
!設定力收斂條件 Save
!保存數據庫
（3）初始地應力的計算。esel,s,type，3
!選擇單元類型3（殼單元）ekill,all
!殺死單元類型3，即在隧道未修建前的自重應力場中不存在殼單元 esel,all
!選擇所有元素 esel,s,live
!選擇活單元，即所有圍巖實體單元 nsle,s
!選擇生單元上的節點 nsel,invert
!反向選擇，即選擇了死單元上的節點 d,all,all
!將死單元上的節點約束所有位移，使其不參與矩陣運算 nsel,all
!選擇所有節點 esel,all
!選擇所有單元 Save
!保存數據庫 solve
!進行自重地應力場模擬計算 Save
!保存數據庫
2．開挖過程的模擬分析
基本思路：將開挖部分土體設置為“死屬性”，同時激活支護結構殼單元。采用循環語句來實現，假設每天開挖進尺5m，共50m需要10天完成施工。其命令流如下： *do,ii,1,10,1
!循環開始
!以下進行土體的開挖操作，先選擇每次開挖的圍巖單元，然后將其賦予“死屬性” esel,s,mat，3
nsle,s
nsel,r,loc,z,0.1-(ii-1)*5,-(5.1+(ii-1)*5)
esln,r,1
ekill,all
!以下進行支護結構的施加操作，先選擇支護結構殼單元，然后將其賦予“生屬性” esel,s,type，3
nsle,s
nsel,r,loc,z,0.1-(ii-1)*5,-(5.1+(ii-1)*5)
esln,r,1
ealive,all
nsle,s
ddele,all,all
!選擇生單元，即包括支護結構殼單元和未開挖部分圍巖實體單元
esel,all
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
esel,s,live
nsle,s
!反向選擇，并將死單元上的節點約束所有自由度
nsel,invert
d,all,all，nsel,all
!選擇所有節點
esel,all
!選擇所有單元 solve
!求解 *enddo
!循環結束 Finish
!返回到上一節主菜單 Save
!保存數據庫
8.1.3 后處理
1．支護結構位移
/post1
/DEVICE,VECTOR,1
ESEL,S,type，3
SET,1,LAST,1，PLNSOL,U,Y,0,1
SET,2,LAST,1，PLNSOL,U,Y,0,1
SET,6,LAST,1，PLNSOL,U,Y,0,1
SET,11,LAST,1，PLNSOL,U,Y,0,1
Save
!進入后處理器
!選擇單元類型3（支護結構殼單元）!設置自重應力場計算步!繪制Y方向的位移
!設置第1次開挖進尺計算步!繪制Y方向的位移
!設置第5次開挖進尺計算步!繪制Y方向的位移
!設置第10次開挖進尺計算步!繪制Y方向的位移!保存數據庫
2．支護結構等效應力
/DEVICE,VECTOR,0 SET,1,LAST,1，!設置自重應力場計算步 PLNSOL,S,EQV,0,1
!繪制等效應力
SET,2,LAST,1，!設置第1次開挖進尺計算步 PLNSOL,S,EQV,0,1
!繪制等效應力
SET,6,LAST,1，!設置第5次開挖進尺計算步 PLNSOL,S,EQV,0,1
!繪制等效應力
SET,11,LAST,1，!設置第10次開挖進尺計算步 PLNSOL,S,EQV,0,1
!繪制等效應力 Save
!保存數據庫
不同計算步下支護結構殼的等效應力如圖8-24～圖8-27所示，圖中的單位為Pa。由于在自重應力場的計算中，支護結構殼單元未參與計算，故其等效應力步存在。
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
8.2 明挖法施工過程仿真分析
8.2.1 有限元模型建立
（1）確定分析標題和類型
/TITLE，Mechanical analysis on sectional metro tunnel based on cut and cover!確定分析標題
/NOPR
!菜單過濾設置 /PMETH，OFF，0 KEYW，PR_SET，1
KEYW，PR_STRUC，1
!保留結構分析部分菜單 /COM，/COM，Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM，Structural
（2）定義單元類型、幾何參數和材料常數。/PREP7
!進入前處理器
ET,1,PLANE42
!設置實體單元類型，用于模擬圍巖 KEYOPT,1,1,0 KEYOPT,1,2,0 KEYOPT,1,3,2
!設置為平面應變模式 KEYOPT,1,5,0 KEYOPT,1,6,0 ET，2，BEAM3
!設置梁單元類型，用于模擬臨時支撐，連續墻和隧道襯砌結構 R,1,0.2, 6.67 e-4,0.2, , , ，!設置梁單元幾何常數（連續墻）
R,2,0.108, 1.2 e-5,0.003, , , ，!設置梁單元幾何常數（臨時支撐）R,3,0.5, 1.0417 e-2,0.5, , , ，!設置梁單元幾何常數（隧道襯砌結構）MPTEMP，，，,，MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1，0.008e9!輸入彈性模量（圍巖）MPDATA,PRXY,1，0.38
!輸入泊松比（圍巖）MPDATA,DENS,1，1800
!輸入密度（圍巖）
TB,DP,1，，!采用DP準則進行彈塑性分析 TBMODIF,1,1,0.04e6
!輸入凝聚力（圍巖）TBMODIF,1,2,15.8
!輸入摩擦角（圍巖）TBMODIF,1,3，MPDATA,EX,2，25.5e9
!輸入彈性模量（地下連續墻）MPDATA,PRXY,2，0.2
!輸入泊松比（地下連續墻）MPDATA,DENS,2，2500
!輸入密度（地下連續墻）MPDATA,EX,3，200e9
!輸入彈性模量（臨時支撐）MPDATA,PRXY,3，0.3
!輸入泊松比（臨時支撐）
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
MPDATA,DENS,3，7800
MPDATA,EX,4，200e9
MPDATA,PRXY,4，0.3
MPDATA,DENS,4，7800
SAVE
!輸入密度（臨時支撐）
!輸入彈性模量（隧道襯砌結構）!輸入泊松比（隧道襯砌結構）!輸入密度（隧道襯砌結構）!保存數據庫
1．建立幾何模型
（1）創建關鍵點。
K, ,0,0,0，K, ,-2.6,0,0，K, ,2.6,0,0, K, ,2.6,3,0, K, ,-2.6,3,0，K, ,-2.6,5.5,0，K, ,2.6,5.5,0，K, ,2.6,8,0, K, ,-2.6,8,0，K, ,-2.6,10.5,0，K, ,2.6,10.5,0, K, ,2.6,-9.5,0，K, ,-2.6,-9.5,0，K, ,-20,-9.5,0, K, ,20,-9.5,0，K, ,20,0,0, K, ,-20,0,0, K, ,-20,3,0, K, ,20,3,0, K, ,20,5.5,0，K, ,-20,5.5,0，K, ,-20,8,0, K, ,20,8,0, K, ,20,10.5,0，K, ,-20,10.5,0，SAVE
（2）創建線。
LSTR，2, LSTR，3, LSTR，4, LSTR，7, LSTR，6, LSTR，5, LSTR，5, LSTR，7, LSTR，8，11 LSTR，10, 創建關鍵點，共25個
以上6個點為隧道周圍關鍵點
以上6個點為地下連續墻上的關鍵點 以上12個點為左右邊界上的關鍵點 保存數據庫
通過兩關鍵點畫直線，共38條線 以上6條線為隧道上的線 為隧道中的橫撐線！
！！
！
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
LSTR，9，LSTR，2，LSTR，12,!以上6條線為地下連續墻上的線 LSTR，9，LSTR，10，LSTR，14，LSTR，13，LSTR，12，LSTR，15，LSTR，16，LSTR，19，LSTR，20，23
LSTR，23，24
LSTR，24，LSTR，10，25
LSTR，25，22
LSTR，22，21
LSTR，21，18!以上15條線隧道計算邊界上的 LSTR，18，LSTR，17，LSTR，17，LSTR，18，LSTR，21，LSTR，22，LSTR，8，23
LSTR，7，LSTR，4，19
LSTR，3，16!以上10條線為區域分割線 /PNUM,KP,0
!不顯示關鍵點編號 /PNUM,LINE,1
!顯示線編號 /PNUM,AREA,0
!不顯示面編號 /PNUM,VOLU,0
!不顯示體編號 /PNUM,NODE,0
!不顯示節點編號 /PNUM,ELEM,0
!不顯示單元編號 /REPLOT
!重新繪制
LPLOT
!繪制線圖，帶編號，如圖8-30所示。SAVE
!保存數據庫
（3）創建面。本次的計算區域為橫向130m，豎向為60m，即左右兩側計算邊界為4倍左右雙線隧道總跨度，下部邊界為2倍隧道總高度。Al, 1，2，7，6，!采用線創建面，依次創建15個面 Al, 3，4，5，7，!以上2個面為隧道所在的面 Al, 4，8，14，11，Al, 9，15，10，14，!以上2個面為明挖土體所在的面 Al, 17，13，1，12，!為隧道下方面
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
Al, 10，25，26，34，Al, 11，34，27，33，Al, 5，33，28，32，Al, 6，32，29，31，Al, 12，31，30，16，!以上5個面為左側邊界面 Al, 9，35, ，24，Al, 8，36，22，35，Al, 3，37，21，36，Al, 2，38，20，37，Al, 13，18，19，38，!以上5個面為右側邊界面 /PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,0 /PNUM,AREA,1 APLOT
!繪制帶編號的面, 生成的面如圖8-31所示。SAVE
!保存數據, 2．創建網格模型
（1）設置線被劃分的單元數。設置好后如圖8-32所示
lesize,2,3,1,4，，,1
!設置單元大小, 即線L2和L3被劃分成4個單元 lesize,5,6,1,4，，,1
!設置單元大小, 即線L5和L6被劃分成4個單元 lesize,20,21,1,4，，,1
!設置單元大小, 即線L20和L21被劃分成4個單元 lesize,28,29,1,4，，,1
!設置單元大小, 即線L28和L29被劃分成4個單元 lesize,8,11,1,3，，,1
!設置單元大小, 即線L8～L11被劃分成3個單元 lesize,22,23,1,3，，,1
!設置單元大小, 即線L22和L23被劃分成3個單元 lesize,26,27,1,3，，,1
!設置單元大小, 即線L26和L27被劃分成3個單元 lesize,1,7,3,6，，,1
!設置單元大小, 即線L1、L4、L 7被劃分成6個單元
lesize,12,15,1,6，，,1
!設置單元大小, 即線L12～L15被劃分成6個單元 lesize,17,19,2,6，，,1
!設置單元大小, 即線L17和L19被劃分成6個單元 lesize,30, , ,6，，,1
!設置單元大小, 即線L30被劃分成6個單元
lesize,18,25,7,12，，,2
!設置單元大小, 即線L18和L25被劃分成12個單元
lesize,35,38,1,12，，,2
!設置單元大小, 即線L35～L38被劃分成12個單元 lesize,16,24,8,12，，,0.5
!設置單元大小, 即線L16和L24被劃分成12個單元 lesize,31,34,1,12，，,0.5
!設置單元大小, 即線L31～L34被劃分成12個單元 /PNUM,LINE,1
!顯示線編號
LPLOT
!繪制線圖，帶編號和單元數。SAVE
!保存數據
（2）將所有面劃分單元。其單元圖如圖8-33所示。TYPE，!設置將要創建單元的類型 MAT，!設置將要創建單元的材料
REAL，!設置將要創建單元的幾何常數
amesh,1,15,1
!劃分面1～15，選擇的是模擬圍巖的plane42單元
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
/PNUM,TABN,0
!設置單元顯示 /PNUM,ELEM,1
!以彩色的方式顯示單元 /REPLOT
!更新繪圖區 Eplot
!在繪圖區繪制單元 SAVE
!保存數據
（3）創建模擬地下連續墻的梁單元。其單元圖如圖8-34所示。TYPE，!設置將要創建單元的類型 MAT，REAL，E,88,94
E, 94,95 E, 95,64 E, 64,65 E, 65,66 E, 66,40 E, 40,46 E, 46,47 E,47 ,48 E, 48,12 E, 12,18 E, 18,19 E, 19,20 E, 20,1 E, 1,118 E, 118,119 E, 119,120 E,120 ,121 E, 121,122 E, 122,106
E, 107,113 E, 113,114 E,114 ,115 E, 115,116 E, 116,117 E, 117,2 E, 2,9 E, 9,10 E, 10,11 E, 11,8 E, 8,37 E, 37,38 E, 38,39 E, 39,36 E, 36,73 E, 73,74 2
!設置將要創建單元的材料
!設置將要創建單元的幾何常數!通過兩個節點創建梁單元!以上為左側地下連續墻所有梁單元
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
E, 74,67 E, 67,86 E, 86,87 E, 87,85
!以上為右側地下連續墻所有梁單元 SAVE
!保存數據
（4）創建模擬橫支撐的梁單元，其單元圖如圖8-34所示。YPE，!設置將要創建的單元類型 MAT，!設置將要創建的單元材料 REAL，!設置將要創建的單元實常數 E, 88,89
!通過兩個關鍵點創建梁單元 E, 89,90 E, 90,91 E, 91,92 E, 92,93 E, 93,85
!以上為上側第一道橫撐梁單元 E, 64,68 E, 68,69 E, 69,70 E, 70,71 E, 71,72 E, 72,67
!以上為第二道橫撐梁單元 SAVE
!保存數據
（5）創建模擬隧道襯砌結構的梁單元，其單元圖如圖8-34所示。TYPE，!設置將要創建的單元類型 MAT，!設置將要創建的單元材料 REAL，!設置將要創建的單元實常數 E, 1,3
!通過兩個關鍵點創建梁單元 E, 3,4 E, 4,5 E, 5,6 E, 6,7 E, 7,2
!以上為創建底板梁單元 E, 2,9 E, 9,10 E, 10,11 E, 11,8 E, 8,37 E, 37,38 E, 38,39 E, 39,36
!以上為創建右側板梁單元 E, 36,41 E, 41,42 E, 42,43 E, 43,44
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
E, 44,45 E, 45,40
!以上為創建頂板梁單元 E, 40,46 E, 46,47 E, 47,48 E, 48,12 E, 12,18 E, 18,19 E, 19,20 E, 20,1
!以上為創建左側板梁單元 Finish
!返回上級目錄
SAVE
!保存數據
8.2.2 加載與自重應力場模擬
主要介紹加載、自重應力場求解和后處理。
1．加載
（1）施加位移約束，對兩側邊界各節點施加“Ux”方向約束，對底側邊界各節點施加“Uy”方向約束，而頂面為自由邊界。/SOL
!進入求解器 NSEL,S,LOC,X,-20.1,-19.9 NSEL,A,LOC,X,19.9,20.1
d,all,ux,0
!在選擇的節點上施加“Ux”約束 Allsel
!選擇所有內容 NSEL,S,LOC,Y,-9.55,-9.45 d,all,uy,0
!在選擇的節點上施加“Uy”約束
（2）施加重力加速度。
ACEL, 0, 10, 0，!在Y方向施加重力加速度
SAVE
!施加了位移約束和自重應力場后如圖8-35所示。
2．自重應力場求解
NROPT, FULL, ，!采用全牛頓－拉普森法進行求解 NLGEOM,1
!設置大位移求解方式
NSUBST,500,500,200
設置求解步，子步為500，最多為500，最少為200 ESEL,U,TYPE，1
!步選擇1類單元，即圍巖平面單元
Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性”，即殺死所有梁單元 Allsel
!選擇所有內容 Solve
!求解計算
Finish
!求解結束返回Main Menu 主菜單 SAVE
!保存所有數據
3．自重應力場后處理
（1）列出豎向位移和應力，水平應力和變形圖，如圖8-36～圖8-39所示。
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
/POST1
!進入后處理器 PLNSOL,U,Y,0,1
!繪制豎向位移 PLNSOL,S,Y,0,1
!繪制豎向應力
PLNSOL,S,X,0,1
!繪制水平方向應力 PLDISP,1
!繪制變形圖 SAVE
!保存數據
（2）節點力計算。Allsel
!選擇所有內容 ESEL,S, , ,121
!選擇121單元 ESEL,S, , ,133 ESEL,S, , ,145!人工手動選擇開挖土體周圍的一圈單元，如圖8-40所示 NFORCE,ALL
!對選擇的節點求解節點力 Finish
!返回上級目錄 SAVE
!保存數據
8.2.3 施工過程仿真分析
1．開挖土體I模擬分析
（1）重啟動后，開挖土體I。
/SOL
!進入求解器 Allsel
!選擇所有內容 ANTYPE，REST,1,202,0
!重新啟動求解器 ASEL,S, , ，!選擇土體I面
ESLA,R
!選擇土體I面上部分土體單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（2）進行地下連續墻的施工，即激活左右連續墻上的所有梁單元。Allsel
!選擇所有內容 ESEL,U,TYPE，1
!不選擇1類單元
Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” ESEL,S,TYPE，2
!選擇2類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（3）進行第一道橫支撐施加，即激活橫撐A上的所有梁單元。Allsel
!選擇所有內容 lsel,s，,15，，!選擇梁單元所在的線 NSLL,R,1
!選擇線上的節點 ESLN,R,1
!選擇節點上的單元 ESEL,R,TYPE，3
!選擇3類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“生屬性” Allsel
!選擇所有內容
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
SAVE
!保存數據
（4）節點力施加，加上節點力和位移邊界條件后的模型如圖8-41所示。f, 64 ,fx, 9553
!施加X方向集中力 f, 64 ,fy, 0.1950E+05
!施加Y方向集中力 f, 67 ,fx,-9553 f, 67 ,fy, 0.1950E+05 f, 68 ,fx, 0.9725E-02 f, 68 ,fy, 0.3900E+05 f, 69 ,fx, 0.8117E-02 f, 69 ,fy, 0.3900E+05 f, 70 ,fx,-0.1091E-10 f, 70 ,fy, 0.3900E+05 f, 71 ,fx,-0.8117E-02 f, 71 ,fy, 0.3900E+05 f, 72 ,fx,-0.9725E-02 f, 72 ,fy, 0.3900E+05 f, 85 ,fx,-1914 f, 85 ,fy,-0.1154E-01 f, 86 ,fx,-0.1529E+05 f, 86 ,fy,-0.1186 f, 87 ,fx,-7652 f, 87 ,fy,-0.6415E-01 f, 88 ,fx, 1914 f, 88 ,fy,-0.1154E-01 f, 94 ,fx, 7652 f, 94 ,fy,-0.6415E-01 f, 95 ,fx, 0.1529E+05 f, 95 ,fy,-0.1186 SAVE
!保存數據
（5）求解計算。
Allsel
!選擇所有內容 Solve
!求解計算
Finish
!求解結束返回Main Menu 主菜單 SAVE
!保存數據
（6）后處理，兩個方向的應力和位移，如圖8-42～圖8-48所示。/post1 PLNSOL,U,X,0,1
!X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1
!Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1
!X方向應力 PLNSOL,S,Y,0,1
!Y方向應力
ETABLE, ,SMISC,1
!創建梁單元內力表 ETABLE, ,SMISC, 7
ETABLE, ,SMISC, 2
ETABLE, ,SMISC,8
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12
ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元
ESEL,U,TYPE，1
!不選擇單元類型為1的所有單元 /REPLOT
!從新繪制圖形
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.4,0!畫軸力圖，顯示比例為0.4 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.6,0!畫剪力圖，顯示比例為0.6 PLLS,SMIS6,SMIS12,1.0,0!畫彎矩圖，顯示比例為1.0（7）計算下一步開挖計算所施加的節點力，如圖8-49所示。ESEL,S, , ，!人工手動選擇開挖土體周圍的一圈單元。NFORCE,ALL
!對選擇的節點求解節點力 FINISH
!求解結束返回Main Menu 主菜單
2．開挖土體II模擬分析
（1）重啟動后，開挖土體II。/SOL
!進入求解器 Allsel
!選擇所有內容 ANTYPE，REST,2,202,0
!重新啟動求解器 ASEL,S, , ，3,4,1
!選擇土體I和II面
ESLA,R
!選擇土體I和II面上部分土體單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（2）進行地下連續墻的施工，每次都必須進行此步操作，即激活左右連續墻上的所有梁單元。
Allsel
!選擇所有內容 ESEL,U,TYPE，1
!不選擇1類單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” ESEL,S,TYPE，2
!選擇2類單元 Ealive,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（3）進行第一和第二道橫支撐施加，即激活橫撐A和B上的所有梁單元。Allsel
!選擇所有內容 lsel,s，,14,15,1，!選擇梁單元所在的線 NSLL,R,1
!選擇線上的節點 ESLN,R,1
!選擇節點上的單元 ESEL,R,TYPE，3
!選擇3類單元 Ealive,all
!對選擇的單元給予“生屬性” Allsel
!選擇所有內容 SAVE
!保存數據
（4）節點力施加，加上節點力和位移邊界條件后的模型如圖8-50所示。f, 74 ,fx,-0.2348E+05
!施加X方向集中力 f, 74 ,fy,-848.5
!施加Y方向集中力
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
f, 36 ,fx,-3665 f, 36 ,fy, 0.4196E+05 f, 40 ,fx, 3665 f, 40 ,fy, 0.4196E+05 f, 41 ,fx, 0.2423E+05 f, 41 ,fy, 0.5283E+05 f, 42 ,fx, 0.1337E+05 f, 42 ,fy, 0.3828E+05 f, 43 ,fx, 0.1091E-10 f, 43 ,fy, 0.3320E+05 f, 44 ,fx,-0.1337E+05 f, 44 ,fy, 0.3828E+05 f, 45 ,fx,-0.2423E+05 f, 45 ,fy, 0.5283E+05 f, 64 ,fx, 0.1664E+05 f, 64 ,fy,-522.7 f, 65 ,fx, 0.2348E+05 f, 65 ,fy,-848.5 f, 66 ,fx, 0.3095E+05 f, 66 ,fy,-1149 f, 67 ,fx,-0.1664E+05 f, 67 ,fy,-522.7 f, 73 ,fx,-0.3095E+05 f, 73 ,fy,-1149 SAVE
!保存數據
（5）求解計算。
Allsel
!選擇所有內容 Solve
!求解計算 Finish
!求解結束返回Main Menu主菜單 SAVE
!保存數據
（6）后處理，兩個方向的應力和位移，如圖8-51～圖8-61所示。/post1 PLNSOL,U,X,0,1
!X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1
!Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1
!X方向應力 PLNSOL,S,Y,0,1
!Y方向應力 PLNSOL,S,1,0,1
!第一主應力 PLNSOL,S,3,0,1
!第三主應力 PLNSOL,S,EQV,0,1
!等效應力 PLNSOL,EPPL,EQV,0,1
!塑性應變
ETABLE, ,SMISC,1
!創建梁單元內力表 ETABLE, ,SMISC, 7
ETABLE, ,SMISC, 2
ETABLE, ,SMISC,8
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12
ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元
ESEL,U,TYPE，1
!不選擇單元類型為1的所有單元 /REPLOT
!從新繪制圖形
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0
!畫軸力圖，顯示比例為0.5 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.8,0
!畫剪力圖，顯示比例為0.8 PLLS,SMIS6,SMIS12,0.8,0
!畫彎矩圖，顯示比例為0.8 SAVE
!保存數據
（7）計算下一步開挖所施加的節點力，如圖8-62所示。ESEL,S, , ，!人工手動選擇開挖土體周圍的一圈單元。NFORCE,ALL
!對選擇的節點求解節點力 FINISH
!求解結束返回Main Menu 主菜單 SAVE
!保存數據
3．開挖土體III模擬分析
（1）重啟動后，開挖土體III。/SOL
!進入求解器 Allsel
!選擇所有內容 ANTYPE，REST,3,202,0
!重新啟動求解器 ASEL,S, , ，2,4,1
!選擇土體I、II和III面
ESLA,R
!選擇土體面上部分土體單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（2）進行地下連續墻的施工，每次都必須進行此步操作，即激活左右連續墻上的所有梁單元。
Allsel
!選擇所有內容 ESEL,U,TYPE，1
!不選擇1類單元
Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” ESEL,S,TYPE，2
!選擇2類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（3）施加橫支撐施加，即激活橫撐A、B和C上的所有梁單元。Allsel
!選擇所有內容
lsel,s，,14,15,1，!選擇梁單元所在的線 lsel,a，,4, ， NSLL,R,1
!選擇線上的節點 ESLN,R,1
!選擇節點上的單元 ESEL,R,TYPE，3,4,1
!選擇3類和4類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“生屬性” Allsel
!選擇所有內容 SAVE
!保存數據
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
（4）節點力施加，加上節點力和位移邊界條件后的模型如圖8-63所示。f, 8 ,fx, 1867
!施加X方向集中力 f, 8 ,fy, 0.6658E+05
!施加Y方向集中力 f, 12 ,fx,-1867 f, 12 ,fy, 0.6658E+05 f, 13 ,fx,-0.4153E+05 f, 13 ,fy, 0.6207E+05 f, 14 ,fx,-0.2263E+05 f, 14 ,fy, 0.4764E+05 f, 15 ,fx,-0.2547E-10 f, 15 ,fy, 0.3937E+05 f, 16 ,fx, 0.2263E+05 f, 16 ,fy, 0.4764E+05 f, 17 ,fx, 0.4153E+05 f, 17 ,fy, 0.6207E+05 f, 36 ,fx,-0.2767E+05 f, 36 ,fy,-950.2 f, 37 ,fx,-0.4000E+05 f, 37 ,fy,-1579 f, 38 ,fx,-0.3512E+05 f, 38 ,fy,-1444 f, 39 ,fx,-0.2999E+05 f, 39 ,fy,-1251 f, 40 ,fx, 0.2767E+05 f, 40 ,fy,-950.2 f, 46 ,fx, 0.2999E+05 f, 46 ,fy,-1251 f, 47 ,fx, 0.3512E+05 f, 47 ,fy,-1444 f, 48 ,fx, 0.4000E+05 f, 48 ,fy,-1579 SAVE
!保存數據
（5）求解計算。
Allsel
!選擇所有內容 Solve
!求解計算
Finish
!求解結束返回Main Menu 主菜單
（6）后處理，兩個方向的應力和位移，如圖8-64～圖8-70所示。/post1 PLNSOL,U,X,0,1
!X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1
!Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1
!X方向應力 PLNSOL,S,Y,0,1
!Y方向應力
ETABLE, ,SMISC,1
!創建梁單元內力表 ETABLE, ,SMISC, 7
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
ETABLE, ,SMISC, 2
ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12
ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元
ESEL,U,TYPE，1
!不選擇單元類型為1的所有單元 /REPLOT
!從新繪制圖形
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0!畫軸力圖，顯示比例為0.5 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.8,0!畫剪力圖，顯示比例為0.8 PLLS,SMIS6,SMIS12,0.8,0!畫彎矩圖，顯示比例為0.8 SAVE
!保存數據
（7）計算下一步開挖計算所施加的節點力，如圖8-71所示。ESEL,S, , ，!人工手動選擇開挖土體周圍的一圈單元。NFORCE,ALL
!對選擇的節點求解節點力
FINISH
!求解結束返回Main Menu 主菜單 SAVE
!保存數據
4．開挖土體IV模擬分析
（1）重啟動后，開挖土體IV。/SOL
!進入求解器 Allsel
!選擇所有內容 ANTYPE，REST,4,205,0
!重新啟動求解器 ASEL,S, , ，1,4,1
!選擇土體I、II、III和IV面 ESLA,R
!選擇土體面上部分土體單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（2）進行地下連續墻的施工，每次都必須進行此步操作，即激活左右連續墻上的所有梁單元。
Allsel
!選擇所有內容 ESEL,U,TYPE，1
!不選擇1類單元
Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” ESEL,S,TYPE，2
!選擇2類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（3）施加橫支撐施加，即激活橫撐隧道襯砌上的所有梁單元。Allsel
!選擇所有內容
lsel,s，,14,15,1，!選擇梁單元所在的線
lsel,a，,1,6 ,1，!選擇隧道梁單元所在的線 NSLL,R,1
!選擇線上的節點 ESLN,R,1
!選擇節點上的單元 ESEL,R,TYPE，3,4,1
!選擇3類和4類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“生屬性”
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
Allsel
!選擇所有內容 SAVE
!保存數據
（4）節點力施加，加上節點力和位移邊界條件后的模型如圖8-72所示。f, 1 ,fx, 2208
!施加X方向集中力 f, 1 ,fy, 0.1171E+06
!施加Y方向集中力 f, 2 ,fx,-2208 f, 2 ,fy, 0.1171E+06 f, 3 ,fx,-0.5714E+05 f, 3 ,fy, 0.9567E+05 f, 4 ,fx,-0.3034E+05 f, 4 ,fy, 0.6694E+05 f, 5 ,fx,-0.4802E-09 f, 5 ,fy, 0.5783E+05 f, 6 ,fx, 0.3034E+05 f, 6 ,fy, 0.6694E+05 f, 7 ,fx, 0.5714E+05 f, 7 ,fy, 0.9567E+05 f, 8 ,fx,-0.4025E+05 f, 8 ,fy,-1013 f, 9 ,fx,-0.6896E+05 f, 9 ,fy,-2785 f, 10 ,fx,-0.6051E+05 f, 10 ,fy,-2502 f, 11 ,fx,-0.5164E+05 f, 11 ,fy,-1949 f, 12 ,fx, 0.4025E+05 f, 12 ,fy,-1013 f, 18 ,fx, 0.5164E+05 f, 18 ,fy,-1949 f, 19 ,fx, 0.6051E+05 f, 19 ,fy,-2502 f, 20 ,fx, 0.6896E+05 f, 20 ,fy,-2785 SAVE
!保存數據
（5）求解計算。
Allsel
!選擇所有內容 Solve
!求解計算
Finish
!求解結束返回Main Menu 主菜單
（6）后處理，兩個方向的應力和位移，如圖8-73～圖8-86所示。/post1 ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元 PLNSOL,U,X,0,1
!X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1
!Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1
!X方向應力
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
PLNSOL,S,Y,0,1
!Y方向應力 PLNSOL,S,1,0,1
!第一主應力 PLNSOL,S,3,0,1
!第三主應力 PLNSOL,S,EQV,0,1
!等效應力 PLNSOL,EPPL,EQV,0,1
!塑性應變
ETABLE, ,SMISC,1
!創建梁單元內力表 ETABLE, ,SMISC, 7
ETABLE, ,SMISC, 2
ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12
ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元 ESEL,U,TYPE，1,4,3
!不選擇單元類型為1和4 /REPLOT
!從新繪制圖形
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0
!畫軸力圖，連續墻和橫撐 PLLS,SMIS2,SMIS8,1.0,0
!畫剪力圖，連續墻和橫撐 PLLS,SMIS6,SMIS12,1.0,0
!畫彎矩圖，連續墻和橫撐 Allsel
!選擇所有元素
ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元 ESEL,U,TYPE，1,3,1
!不選擇單元類型為1~3 /REPLOT
!從新繪制圖形
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0
!畫軸力圖，隧道襯砌結構 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.5,0
!畫剪力圖，隧道襯砌結構 PLLS,SMIS6,SMIS12,-0.5,0
!畫彎矩圖，隧道襯砌結構 SAVE
!保存數據
5．回填土體II模擬分析
（1）重啟動后，回填土體II。
/SOL
!進入求解器 Allsel
!選擇所有內容 ANTYPE，REST,5,204,0
!重新啟動求解器 ASEL,S, , ，4,，!選擇土體I面
ASEL,a, , ，1,2,1
!選擇土體III和IV面
ESLA,R
!選擇土體面上部分土體單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（2）進行地下連續墻的施工，每次都必須進行此步操作，即激活左右連續墻上的所有梁單元。
Allsel
!選擇所有內容 ESEL,U,TYPE，1
!不選擇1類單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” ESEL,S,TYPE，2
!選擇2類單元
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
Ealive,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（3）施加隧道襯砌，即激活橫撐隧道襯砌上的所有梁單元。如圖8-87所示。Allsel
!選擇所有內容
lsel,s，,15, ,，!選擇梁單元所在的線
lsel,a，,1,6 ,1，!選擇隧道梁單元所在的線 NSLL,R,1
!選擇線上的節點 ESLN,R,1
!選擇節點上的單元 ESEL,R,TYPE，3,4,1
!選擇3類和4類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“生屬性” Allsel
!選擇所有內容 SAVE
!保存數據
（4）求解計算。
Allsel
!選擇所有內容 Solve
!求解計算
Finish
!求解結束返回Main Menu 主菜單
（5）后處理，兩個方向的應力和位移，如圖8-88～圖8-97所示。/post1 ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元 PLNSOL,U,X,0,1
!X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1
!Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1
!X方向應力 PLNSOL,S,Y,0,1
!Y方向應力
ETABLE, ,SMISC,1
!創建梁單元內力表 ETABLE, ,SMISC, 7
ETABLE, ,SMISC, 2
ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12
ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元 ESEL,U,TYPE，1,4,3
!不選擇單元類型為1和4 /REPLOT
!從新繪制圖形
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0!畫軸力圖，連續墻和橫撐 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.8,0!畫剪力圖，連續墻和橫撐 PLLS,SMIS6,SMIS12,0.6,0!畫彎矩圖，連續墻和橫撐 Allsel
!選擇所有元素
ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元 ESEL,U,TYPE，1,3,1
!不選擇單元類型為1~3 /REPLOT
!從新繪制圖形
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.5,0!畫軸力圖，隧道襯砌結構 PLLS,SMIS2,SMIS8,0.8,0!畫剪力圖，隧道襯砌結構 PLLS,SMIS6,SMIS12,-0.6,0!畫彎矩圖，隧道襯砌結構
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
SAVE
!保存數據
6．回填土體I模擬分析
（1）重啟動后，回填土體I。/SOL
!進入求解器 Allsel
!選擇所有內容 ANTYPE，REST,6,204,0
!重新啟動求解器
ASEL,S, , ，1,2,1
!選擇土體III和IV面
ESLA,R
!選擇土體面上部分土體單元 Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” SAVE
!保存數據
（2）進行地下連續墻的施工，每次都必須進行此步操作，即激活左右連續墻上的所有梁單元。
Allsel
!選擇所有內容 ESEL,U,TYPE，1
!不選擇1類單元
Ekill,all
!對選擇的單元給予“死屬性” ESEL,S,TYPE，2
!選擇2類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“死屬性”
（3）施加隧道襯砌，即激活隧道襯砌上的所有梁單元。Allsel
!選擇所有內容
lsel,s，,1,6 ,1，!選擇隧道梁單元所在的線 NSLL,R,1
!選擇線上的節點 ESLN,R,1
!選擇節點上的單元 ESEL,R,TYPE，4,，!選擇4類單元
Ealive,all
!對選擇的單元給予“生屬性” Allsel
!選擇所有內容 SAVE
!保存數據
（4）地面荷載施加，加上節點力和位移邊界條件后的模型如圖8-98所示。FLST,2,31,1,ORDE,8
FITEM,2,85
FITEM,2,88
FITEM,2,-93 FITEM,2,160 FITEM,2,163 FITEM,2,-173 FITEM,2,400 FITEM,2,-411 SF,P51X,PRES,-20000
!在地面節點上施加均布荷載為-20kN/m2（5）求解計算。
Allsel
!選擇所有內容 Solve
!求解計算
Finish
!求解結束返回Main Menu 主菜單 SAVE
!保存數據
第1章 大型有限元軟件ANSYS簡介
（6）后處理，兩個方向的應力和位移，如圖8-99～圖8-112所示。/post1 ESEL,S,LIVE
!選擇“屬性為活”的單元 PLNSOL,U,X,0,1
!X方向位移 PLNSOL,U,Y,0,1
!Y方向位移 PLNSOL,S,X,0,1
!X方向應力 PLNSOL,S,Y,0,1
!Y方向應力 PLNSOL,S,1,0,1
PLNSOL,S,3,0,1
PLNSOL,S,EQV,0,1
PLNSOL,EPPL,EQV,0,1
ETABLE, ,SMISC,1
ETABLE, ,SMISC, 7
ETABLE, ,SMISC, 2
ETABLE, ,SMISC,8 ETABLE, ,SMISC,6 ETABLE, ,SMISC,12
ESEL,S,LIVE
ESEL,U,TYPE，1,4,3
/REPLOT
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.6,0
PLLS,SMIS2,SMIS8,1.0,0
PLLS,SMIS6,SMIS12,0.5,0
Allsel
ESEL,S,LIVE
ESEL,U,TYPE，1,3,1
/REPLOT
PLLS,SMIS1,SMIS7,0.6,0
PLLS,SMIS2,SMIS8,0.6,0
PLLS,SMIS6,SMIS12,-0.6,0 SAVE
!第一主應力
!第三主應力!等效應力!塑性應變
!創建梁單元內力表!選擇“屬性為活”的單元!不選擇單元類型為1和4!從新繪制圖形
!畫軸力圖，連續墻!畫剪力圖，連續墻!畫彎矩圖，連續墻
!選擇所有元素
!選擇“屬性為活”的單元!不選擇單元類型為1~3!重新繪制圖形
!畫軸力圖，隧道襯砌結構!畫剪力圖，隧道襯砌結構
!畫彎矩圖，隧道襯砌結構!保存數據
第五篇：地鐵明挖車站防水工程質量控制分析（范文）
地鐵明挖車站防水工程質量控制分析
摘要 分析地鐵明挖車站防水問題的主要原因，統計國內主要城市明挖車站使用的柔性防水材料，并總結目前明挖車站主要采用的 2 種防水體系，重點分析防水工程在設計和施工過程的主要質量控制環節，為地鐵明挖車站
防水提供參考和借鑒。
關鍵詞 明挖車站 地下工程防水 質量控制
近年來，我國的城市軌道交通建設已進入快速發展階段，隨著各大城市地鐵線的建設和運營，地鐵車站滲漏水的防治成為突出問題之一。尤其是地鐵運營之后，車站的滲漏水對設備的正常運行、乘客的進出站帶來極大的困擾，長時間的漏水沖刷，甚至對車站結構安全帶來影響。據調查，目前我們的大部分車站在一些防水的薄弱部位均存在不同程度的滲漏水情況，某些漏水嚴重的車站僅后期的堵漏費用高達數百萬元，南方某車站在出入口與主體接口處漏水嚴重，多次處理未能解決問題，最后不得已改造主體結構，增加截水溝和排水管，將滲漏水匯集疏排于站臺層。如何建設一個不漏水的車站，防水工程設計及施工過程中的質量控制，已成為地鐵建設者重點思考的問題之一。地鐵明挖車站防水問題的主要原因探析
(1)防水材料的耐久性與車站結構的使用年限不匹配，軌道交通工程地鐵車站的使用年限為 100年，而目前國內大多數明挖車站選用的外包柔性防水材料不具備如此長時間的耐久期限。
(2)地鐵車站屬人員密集場所，機電設備較多，防水設防等級較高。對于車站、人行通道和機電設備集中區段要求達到一級防水標準，即不允許出現滲漏水。其他區間隧道等附屬結構要求達到二級防水標準。
(3)外包柔性防水層工作環境復雜，地鐵結構長期受列車振動荷載的作用，同時地下水的水位、酸堿度、微生物以及凍融環境等均對防水層的防水質量和耐久性均帶來不利影響。
(4)地鐵工程的土建工法復雜，主要有明挖順筑、蓋挖順筑、蓋挖逆筑、礦山法(包括暗挖逆筑、暗挖順筑)、盾構法、頂管法等多種工法，各種工法互有銜接，需要不同的防水體系設計與之相配合。各種防水體系交接的地方也是最容易出現滲漏水的地方。
(5)明挖車站的施工場地有限，基坑多采用圍護樁或地下連續墻支護，決定了側墻柔性防水層大多采用“外防內貼”法施工，成品保護困難，對防水層的完整性和不竄水性要求較高。明挖車站主要防水體系方案設計
國內軌道交通地下明挖結構防水工程中，結構頂板的迎水面需要設置柔性防水層，該做法已經得到了一致認可，但側墻和底板是否需要設置柔性防水層，目前尚無統一。目前大部分城市明挖車站均采用結構自防水 + 迎水面柔性全包防水層，部分城市如上海、寧波、南京、深圳等部分車站采用結構自防水 + 頂板、底板柔性防水層。
防水工程中柔性防水材料主要分為頂板和側墻、底板兩部分，目前國內主要城市的明挖車站柔性防水材料見表 1。頂板防水材料主要采用聚氨酯防水涂料，少數采用冷自粘防水卷材，側墻和底板主要采用預鋪防水卷材和膨潤土防水毯，少數采用塑料防水板。聚氨酯防水涂料以聚氨酯預聚體為基本成分，無焦油和瀝青等添加劑，在空氣中的濕氣接觸后固化，在基層表面形成一層堅固的堅韌的無接縫整體防膜。具有施工簡便，基面粘結力強，有良好的柔韌性，對基層伸縮或開裂的適應性強，抗拉性強度高，抗老化耐侵蝕等特點，目前已應用到絕大部分的車站頂板防水材料中。
側墻和底板的柔性防水材料主要采用預鋪防水卷材，預鋪防水卷材主要有瀝青基合成高分子預鋪防水卷材、瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材、三元乙丙橡膠預鋪防水卷材、HDPE 高分子預鋪防水卷材 4種，國內地鐵工程多采用瀝青基預鋪防水卷材，包含 1． 5 mm 和 4 mm 厚度 2 種。非瀝青類預鋪防水卷材由于其價格較高、生產企業較少，目前國內應用較少。塑料防水板(包括 PVC、EVA、ECB)單獨使用時，易出現“竄水”問題，對以后的堵漏維修工作帶來不利影響，目前很少作為防水材料使用，部分城市將其作為隔離層使用。明挖車站防水工程設計及施工過程質量控制
防水方案設計及柔性防水層材料的選型，必須充分考慮環境氣候、土建工法和圍護結構形式等條件，充分調研其他城市防水工程的經驗教訓，一旦出現選材錯誤，很容易導致防水工程出現質量問題。
(1)重點考慮環境氣候條件對柔性防水層防水質量的影響，由于我國幅員遼闊，東南西北的氣候差異較大，對于氣候潮濕、多雨的城市，不宜選用施工質量受潮濕環境或雨水影響較大的柔性防水材料;而對于溫差較大的環境，不宜選用對溫度變化較為敏感的柔性防水材料。
(2)認真分析結構形式對柔性防水材料防水質量的影響，明挖車站基坑多采用樁、墻的圍護結構形式，少量采用土釘支護的結構形式。對于側墻采用復合墻結構形式時，一般多采用防水卷材(預鋪防水卷材、SBS 改性瀝青防水卷材、膨潤土防水毯等)，這種做法是合理的。而對于樁、墻分離的結構形式(樁與墻分開 0． 8 ～ 1． 2 m 左右)時，選用何種防水層材料及結構施工方案，對防水質量具有很大的影響。對于此類工程，不建議采用先施工結構，然后在結構外表面敷設防水卷材的設計方案，這種做法無論從卷材敷設、保證防水工程質量和質量驗收方面都存在不可控制因素，選用外涂防水涂料或砌筑磚墻采用“外防內貼”法施工卷材是相對穩妥的防水方案。
防水工程施工過程質量控制是確保防水工程質量的關鍵。國內很多防水專家提出:“三分材料，七分施工”。可見施工質量對于防水工程最終可靠性的重要影響。防水工程施工工序復雜，施工空間一般較為狹小，操作難度較大，其中的關鍵工序尤其應引起足夠的重視，嚴格控制施工質量。
(1)防水材料的進場檢驗，材料供應商應提供當年有效的形式檢測報告和出場合格證，進場材料應按照該類材料的儲存要求存放，進場材料按照國家標準進行現場見證抽樣復驗，不合格的材料嚴禁使用，現場抽樣時，應同時提交給檢測單位設計指標，避免出現符合國家標準但不符合設計標準的檢測報告。
(2)基層處理，任何防水層材料對基層都有一定的要求，這是防水材料滿足其防水功能的基本條件。在地鐵車站防水工程中，基層平整度(凹凸起伏)、表面光潔度(包括粗骨料突起、鐵件突出物等)和明水這三個方面對柔性防水層的防水質量起著至關重要的作用。明挖車站通常采用樁墻支護，需要對開挖完成的樁體表面進行找平處理，而找平層往往采用掛網噴射混凝土的方法，即使設計要求采用水泥砂漿，但由于工程量較大，現場往往會出現由于水泥砂漿找平層厚度不足，導致基層表面凹凸不平、突出物較多的現象。在這樣的基層表面敷設防水卷材，往往會出現卷材吊空、與基層無法密貼的現象，澆筑混凝土后，很容易將卷材搭接縫部位拉斷。或突出物將卷材硌破;而基層明水流會直接影響卷材搭接縫的粘結效果。基層凹凸不平也會導致卷材容易出現皺褶，影響搭接縫部位的密實性。實踐證明，基層平整度滿足選用防水層的敷設要求時，防水質量通常很容易得到保證。
防水工程現場施工過程中，還有很多工序的質量控制對整體防水體系具有重要的作用，如預鋪防水卷材的搭接、結構縫處中埋止水帶、外貼止水帶、注漿管、遇水膨脹止水條這些止水環節的組合施工等，這些細節的處理也是防水工程施工質量控制中的重要組成部分。結論
地鐵明挖車站的防水工程是一個復雜的系統工程，從防水體系的設計、防水材料的選擇到各個細部工序的施工需要多方協調共同完成。明挖車站的防水質量控制可以總結為以下主要內容:(1)根據當地氣候環境特點選擇適合的柔性防水材料;(2)根據車站的圍護結構形式及開挖方式設計匹配的防水體系方案;(3)嚴格控制防水材料的進場檢驗，確保防水材料的質量;(4)加強結構基層處理;(5)加強細部施工工序的質量控制，確保防水工程滿足設計和使用要求。
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