三维基坑开挖阶段地下水渗流分析

基础例题5
三维基坑开挖阶段 地下水渗流分析
1

GTS基础例题5.
- 三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
运行GTS 概要 生成分析数据 属性 / 6 2D 几何 建模 矩形, 直线, 转换 / 14 交叉分割, 删除 / 16 生成二维网格 网格尺寸控制 / 18 映射网格k-线面 / 20 生成三维网格 建立网格 / 22 分析 节点水头 / 26 定义施工阶段 / 31 分析工况 / 37 分析 / 38 查看分析结果 总水头 / 40 孔隙压力 / 42 向量等值线(向量显示) / 44
1 2 6
14
18
22
26
39

GTS基础例题5
GTS基础例题5
建立有围护墙和围护板的模型,然后进行考虑排水的施工阶段分析。在这里我们通过 直接在GTS里输入坐标建立二维单元之后，再扩展成三维的方式来建立。然后在建立 的模型上定义边界条件按施工阶段进行排水分析，最后查看分析结果。
运行GTS
运行程序。
1. 2. 3. 4.
单位体系若设成了其它 的，点击单位体系右侧的 设为tonf, m, day。
运行GTS 程序。 点击 文件 > 新建打开新文件。 弹出项目设定对话框。 项目名称里输入‘基础例题 5’。 单位体系指定为‘tonf’, ‘m’, ‘day’。 其它的项使用设定的默认值。 点击 。 主菜单里选择视图 > 显示选项...。 一般表单的网格 > 节点显示指定为‘False’。 。
5. 6. 7. 8. 9.
10. 点击
1

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
概要
此操作例题主要是对有围护墙和围护板的挖掘模型进行排水分析。实际上并不建立围 护墙和围护板，而是将其按照边界条件来处理，建模主要是生成二维网格之后利用生 成的网格扩展成三维Hexa网格。
2 Soil Soil 3
10m
3@2m
6m
Wall
4m
Soil
8m
4
50m 60m
20 m
1m 9m
Z Y X
GTS 基础例题 5 - 1
GTS 基础例题 5 - 2
2
12m
Soil
1

GTS基础例题5
材料不同的部分及需要按照阶段来施工的网格都捆绑成网格组（Mesh Set），便于管 理。网格组的名称如下。
土 1 土 2 土 3 土 4
第一阶段 – 土 1 Diaphragm Wall 第一阶段 – 土 2 Stage 2 – 土 2 Stage 2 – 土 3 Stage 3
GTS 基础例题 5 - 3
此模型中并不建立充当结构材料的隔墙（Diaphragm Wall）。
3

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
各网格组的材料和特性如下。 属性 名称(号) 土 1 (1)
网格组 名称 土 1 第一阶段 – 土 1 Stage 2 – 土 1 土 2 Stage 2 – 土 2 土 3 Stage 2 – 土 3 Stage 3 土 4 所有二维单元
单元类型
材料名称(号)
实体
土 1 (1)
实体
土 2 (2)
土 2 (2)
实体 实体 仅显示 (2D)
土 3 (3) 土 4 (4) 仅显示 (5)
土 3 (3) 土 4 (4) ㅡ
GTS 基础例题 5 - Table 1
岩土材料的特征值如下。 材料号 k (kx = ky = kz) (m/day) Water Content 非饱和特性 1 土 1 2.4e-3 0.5 非饱和 (1) 2 土 2 4.8e-3 0.5 非饱和 (1) 3 土 3 6.0e-3 0.5 非饱和 (1) 4 土 4 7.2e-3 0.5 非饱和 (1)
GTS 基础例题 5 - Table 2
4

GTS基础例题5
岩土材料里使用的非饱和特性的特征值如下。 号 函数类型 渗透函数 a n 函数类型 含水量 函数 1 非饱和 加德纳系数 0.1 3 Van Genuchten 0.3 0.6 0.1 2 2
θr θs
a n m
GTS 基础例题 5 - Table 3
5

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
生成分析数据
属性
生成属性。
1. 2. 3. 4. 5.
6.
主菜单里选择模型 > 特性 > 属性…。 点击属性对话框里 选择‘实体’。 添加/修改实体属性对话框里号指定为‘1’， 名称处输入 ‘土 1’。 单元类型处指定为‘实体’。 为生成材料点击材料右侧的 。 的右侧 按钮。
7.
GTS 基础例题 5 - 4
8. 9.
添加/修改岩土材料对话框里确认号指定为‘1’。 名称处输入‘土 1’。
由于是指定进行渗流分析所需的材料，所以只输入渗流参数。输入的值参考图GTS 基 础例题 5 – Table 2。
6

GTS基础例题5
10. 渗流参数的kx, ky, kz里都输入‘2.4e-3’。 11. 体积含水量(W)里输入‘0.5’。 12. 勾选非饱和特性。 13. 点击非饱和特性右侧的 。
生成定义渗流材料所需的非饱和参数。输入值参考图GTS 基础例题 5 – Table 3。
14. 非饱和特性 函数对话框里点击
。
15. 添加/修改非饱和特性函数对话框里名称处输入‘非饱和’。 16. 渗透函数数据里将函数类型指定为‘加德纳系数’。 17. 渗透函数数据里a处输入‘0.1’。 18. 渗透函数数据里n处输入‘3’。 19. 含水量函数数据里函数类型指定为‘Van Genuchten’ 。 20. 含水量函数数据里Theta r处输入‘0.3’。 21. 含水量函数数据里Theta s处输入‘0.6’。 22. 含水量函数数据里a处输入‘0.1’。 23. 含水量函数数据里n处输入‘2’。 24. 含水量函数数据里m处输入‘2’。 25. 点击 26. 点击 28. 点击 。 。 按钮查看变化的图表。
27. 非饱和特性函数对话框里确认指定了‘非饱和’。
7