隧道开挖引起土体隆起不一定都是莫尔库伦模型的错，接触面的激活也有影响。
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提取码：kydd
为了模拟衬砌和周围土体的接触，可在衬砌周边和土体界面上设置接触对。按照施工顺序，通常在Geostatic分析步移除衬砌单元，然后在第一步开挖中移除土体，在第二步中激活衬砌单元和接触对。但是由于土体在第一步开挖后向隧道内变形（相应节点跑到了衬砌内部），激活衬砌及接触对后，ABAQUS会认为接触对两侧有overclosure，会在激活步中进行调整，使得隧道和土体产生向上的变形，与实际情况不符。图1是一个平面算例开挖后的竖向位移，图2是激活衬砌及接触对后的竖向位移。尽管激活步中没有施加任何荷载，土体还是出现了明显的上抬变形。
图1
图2
要解决这一问题，必须让激活后的衬砌的节点位置与开挖后土体变形相协调。这里给出一个简单的思路：在衬砌位置处设置两套共节点的重叠单元，单元集1采用较小的模量，在分析中一直保留；单元集2为真实的衬砌单元，在开挖后激活。具体操作为：
（1）建模后，在inp文件中找到定义衬砌单元的语句，将其拷贝复制，并修改单元号（节点号不变），本例中衬砌采用梁单元模拟，原单元号为1-12，复制后单元号为10001-10012
*Element, type=B21
10001, 1, 2
10002, 2, 3
10003, 3, 4
10004, 4, 5
10005, 5, 6
10006, 6, 7
10007, 7, 8
10008, 8, 9
10009, 9, 10
10010, 10, 11
10011, 11, 12
10012, 12, 13
*Elset, elset=all2, generate（建立all2的单元集）
10001, 10012, 1
参考原有梁单元截面属性定义，建立新的截面属性
*Beam Section, elset=all2, material=sh-Copy, temperature=GRADIENTS, section=RECT
0.168, 1.
0.,0.,-1.
（2）修改inp语句，在geostatic分析步中移除all2，在衬砌生成步中重新激活
*Step, name=Step-1, nlgeom=NO
*Geostatic
**
*Model Change, remove
part-2-1.all2
*Step, name=Step-3, nlgeom=NO
*Static
1., 1., 1e-05, 1.
*Model Change, add
part-2-1.all2
图3和图4是开挖后和激活衬砌及接触面后的竖向位移图，激活衬砌后土体竖向变形没有变化，符合实际。
图3
图4
关注点：
（1） 隧道开挖后的土体的上抬变形，有可能是abaqus调整接触面上的过盈量造成的。
（2） 建立接触面时，注意土体内部面的方向，否则衬砌和土体之间不会有接触约束。
来源：ABAQUS在岩土工程中的应用
作者：费康
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