GTS特点

Midas/GTS程序简介

MIDAS IT自从2001年开始开拓市场以来，目前不仅在中国和美国建立独资公司，而且在世界20多个国家和地区建立销售网络，销售了4000多套程序、特别是程序在世界最高建筑物阿联Burj Dubai Tower、世界跨度最大的斜拉桥－中国苏通大桥以及2008年北京奥运会体育场馆、韩日世界杯体育场馆这些可以载入世界土木建筑史册的结构上的应用，都证明了MIDAS已经成为世界上最为优秀的结构软件开发公司之一。

从1989年MIDAS IT的前身－浦项集团的专业研发部门到今天的MIDSA IT，在16年的发展过程中，为了实现更准确、更便捷、更强大的技术目标，MIDAS IT的员工每一分每一秒都在不断努力着。

经过国内外岩土隧道领域专业技术人员和专家的共同努力，并考虑实际设计人员的需要，MIDAS IT开发出岩土和隧道专业有限元软件MIDAS/GTS。MIDAS/GTS主要针对岩土隧道领域的结构分析所需要的功能直接开发的程序，是通用有限元程序与岩土及隧道专业技术的完美结合，并通过了国际ISO9001品质管理认证及韩国隧道工学会等专业机构的认证。其全新的操作界面和三维分析功能，为岩土和隧道工程师提供了强有力的解决方案。

作为岩土和隧道专业有限元软件,MIDAS/GTS能够为用户提供哪些帮助?

一、多种岩土分析功能

在进行岩土结构分析的时候,往往需要对同一模型进行各种分析。作为岩土专业通用有限元软件，MIDAS/GTS为用户提供了几乎所有的岩土分析，其中包括：线性静力分析、非线性静力分析、施工阶段分析、固结分析、稳定流分析、非稳定流分析、动力分析以及边坡稳定分析等（见图1）。

（a）应力分析（b）渗流分析

（c）应力－渗流耦合分析（d）固结分析

（e）基坑开挖施工阶段分析（f）衬砌分析

（g）地震、爆破、振动分析（h）边坡稳定分析

图1 GTS分析类型

通过GTS为用户提供的以上几种分析类型，用户可以实现对隧道、基坑、边坡、土石坝等等岩土和隧道结构的计算和分析。

二、考虑岩土与结构的协同分析

在岩土结构中，除过需要考虑岩土自身的作用外，同样也需要考虑结构部分对岩土部分的作用。MIDAS/GTS也为用户提供了各种结构单元来模拟结构部分的作用，包括：桁架单元、梁单元、桩单元、只受拉单元、只受压单元、板单元以及平面应力单元等结构单元。通过这些单元的设置，可以模拟各种岩土分析中的结构部分，例如：隧道施工阶段分析中的支护结构（如图2）、临时架设构件，桩，边坡支护构件等等。

通过使用MIDAS/GTS，用户可以实现岩土和结构的协同作用，实现对支护结构的受力分析。

图2 隧道开挖支护结构单元

三、快速直观的三维建模

一直以来，三维建模快速直观作为MIDAS系列软件的优点受到用户的好评。在三维有限元前处理软件MIDAS/FX+的基础上产生的MIDAS/GTS继承了这一特点，使用户能够快速、准确的建立更加直观的三维模型。

下面列举一些GTS中的一些建模特点：

3．1中文化的操作界面

进入国内市场以来，中文化的操作界面使MIDAS系列软件迅速被用户所熟悉和热爱。在MIDAS/GTS中，中文化的操作界面（如图3）也同样使用户更加快速的熟悉软件，将其快速地应用到实际工作中。

图3 完全中文化的操作界面

3．2面向任务的用户界面

通过面向任务的用户界面，为用户提供文字性的操作说明，更加便利的进行模型建立。如图4所示：当用户建立圆弧时，对话框会首先提示用户“输入中心位置”，接下来会提示“输入开始位置”“输入结束位置”，这样通过面向任务的用户界面，引导用户进行圆弧建立。

图4 面向任务的用户界面

3．3快速的几何建模方式

3．4模拟真实地形的地形生成器（见图5）

图5 地形生成器

3．5便于模型管理的工作树目录

在MIDAS/GTS 中，用户使用工作树目录来实现对模型的管理，可以方便操作、查看以及修改模型。

在工作树目录下，用户可以实现：对模型的重命名、对模型的删除、调整模型的显示特性等等（如图6）。

D X F 数据

G M

G

T

S

动态说明指导输入

方法 列表

选择绘图类型

图6 工作树目录

在MIDAS/GTS 中，还为用户提供了后退功能、捕捉功能、过滤功能以及延伸倒角等功能，使用户建立模型更加方便快捷。

通过MIDAS/GTS 前处理建模方式建立的三维模型，用户可以通过各种观察方式直观的对模型进行检查。在图7中，模型为复杂地层中的含有联络通道的并行隧道，用户可以通过俯视、消隐、仅显示等等方式来实现对模型更直观的观察。

图7 直观的三维模型

四、快速准确的自动网格生成

对于一些复杂的模型，往往需要用户对几何体进行繁琐的操作，这样将会占用户大量

关联菜单

的时间。而在MIDAS/GTS 中提供的各种自动生成网格命令，可以迅速为用户建立复杂的模型，减少用户的建模时间，增加工作效益。下面介绍一些自动生成网格的命令：

如图8所示，分别说明：四面体网格自动生成（a 图）、六面体网格自动生成（b 图）以及衬砌单元的生成（c 图）。在图a 中，首先定义内外部的网格种子，并通过自动网格划分，划分出疏密渐变的网格来；在图b 中，通过将不规则地形网格投影，可以生成自动复杂的六面体网格；在图c 中，利用吸取单元命令生成位于隧道内壁的衬砌单元，生成单元与实体单元自动耦合。

（b ）六面体自动网格划分

（a ）四面体自动网格划分 （c ）面单元衬砌网格

图8 自动网格划分

五、多样化的材料本构模型

对于岩石和土体来说，材料的本构关系对计算有很大的影响，因此在岩土计算中需要选取合适的本构模型。MIDAS/GTS 为用户提供了14种本构模型，除了包括各种弹性、非线形弹性，还包括岩石和土体中常用的一些弹塑性模型，具体模型如下： 5．1弹性模型

5．2横向各向同性模型

5．3特雷斯卡模型 5．4范梅塞斯模型

5．5德鲁克－普拉格（DP ）模型 5．6莫尔库仑（M-C ）模型

投影 (二维 三维)

法向投影