二衬在GTS中的模拟
在GTS模拟隧道开挖的时候，大多数用户希望能够将二衬的作用模拟进去，下面将分别将几种方法说明如下（由于本资料是对实现二衬的方法，所以以二维模型为主，采用一个开挖步骤：
1、 把二衬作为初支厚度的增加部分（见模型“第一种方法”）
在这种方法中，模拟二衬是通过模型/边界/修改单元属性，把初支单元的属性修改为初支+二衬（材料不发生变化，只是特性的厚度由初支的厚度变化为初支+二衬的总厚度）的材料属性；然后施工阶段施做支护阶段，把该边界条件激活。
这种方法的思路在于：把二衬作为初支的厚度增加，来考虑二衬添加后支护增强的效应。
图1 修改单元属性。
这种方法的优势在于：建模简单，在考虑初支的模型基础上只需要添加加厚度的“修改单元属性”命令，就可以近似的考虑二衬的支护作用。
缺点在于：不能将初支和二衬的内力分别显示，只能把两者对围岩总的支护效应体现出来；不能够考虑初支和二衬之间的相互滑移。
2、 初支和二衬都使用梁单元建立。（见模型“第二种方法”）
这种方法中，在第一次析取线单元生成初支的基础上，再次析取线单元生成二衬。在这种模拟方法的思路在于：初支和二衬在同一位置的梁单元，单元完全重合；二衬作为二次支撑结构来受力。
初支——梁单元
核心土——平面应变单元
二衬——梁单元
这种方式的优势在于：建模相对简单，计算结果中可以对初支和二衬的结果进行分别显示；可以显示初支和二衬的内力图。
缺点在于：不能够考虑初支和二衬之间的相互滑移。
3、 初支使用梁单元，二衬采用平面应变单元。（见模型“第三种方法”）
这种方法中，初支采用梁单元，二衬采用平面应变单元模拟。这样二衬的位置在开挖之前属于岩土材料，因此需要考虑这部分网格重新激活问题。有两种方式可以实现：第一种，使用模型/边界/修改单元属性，把岩土材料修改成二衬的混凝土材料，当成一种边界条件，在二衬施加的阶段把这部分网格重新激活，然后把定义的边界条件激活；第二种，在二衬的位置划分两次网格，分别赋予岩土和混凝土材料参数，在相应的阶段将这两种网格激活或钝化。
初支——梁单元
核心土——平面应变单元
其中推荐
第一种方式不能使用荷载释放来模拟二衬和初支分别承
二衬——平面应变单元 用第二种方式，因为
担的力的情况。
这种方式的优势：能够模拟变截面二衬或者二衬厚度较大的模型，常用于地铁和连拱隧道。
缺点：建模比较复杂；二衬的内力不能够显示；不能够考虑初支和二衬之间的相互滑移。
4、 考虑初支和二衬之间的相互滑动。（见模型“第四种方法”）
这种方法中，初支和二衬的设置同3。关键点是：初支和二衬之间的相互连接方式采用接触单元的形式进行模拟。模型“第四种方法”中需要注意的地方是：由于初支和围岩的采用完全耦合连接，因此在设置接触单元的时候是在初支围岩和二衬之间建立接触。这样在初始状态下，围岩部分和二衬部分的节点是断开的，因此需要建立刚性连接单元。在计算初始应力场时，将刚性连接单元激活。
附录 各种方式计算结果对比
现将各个模型计算的结果对比如下（二衬支护阶段）：
X方向位移dx云图
第一种方法
第二种方法
第三种方法
第四种方法
Z方向位移dz云图
第一种方法
第二种方法
第三种方法
第四种方法
初支轴力Fx云图
第一种方法
第二种方法（左侧初支，右侧二衬）
第三种方法
第四种方法
初支弯矩Mz云图
第一种方法
第二种方法（左侧初支，右侧二衬）
第三种方法
第四种方法
塑性区
第一种方法
第二种方法
第三种方法
第四种方法
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