MIDASGTS模拟变截面隧道的开挖
midas GTS公路隧道整体解决方案(总说明)
某明洞隧道分析模型
2. 隧道各组成部分(洞口段)
某并行隧道入口段施工模拟模型
2. 隧道各组成部分(车行横洞)
某公路隧道车行横洞分析模型
2. 隧道各组成部分(竖井+机房+隧道)
某公路隧道竖井+机房+隧道整体分析模型
2. 隧道各组成部分(施工斜井)
某隧道斜井+隧道整体分析模型
2. 隧道各组成部分(设备洞室)
midas GTS 在公路隧道工程上的应用
Part Ⅰ midas GTS在公路隧道工程上的应用
Part II midas岩土工程整体解决方案
1. 独立隧道
6. 交叉隧道
2. 双线 分离隧道
midas GTS 在各种形式公路隧道 上的应用(一)
5. 分岔隧道 3. 小净距 隧道
4. 连拱隧道
1. 明洞
计算书
Word格式，图表混合模式、丰富结果展示，按照设计需求输出，符合工 程习惯
midas GTS与midas Soilworks的接口
midas GTS与midas Soilworks的接口
导出spw文件
理正
GeoX
midas GeoX导入理正模型数据进行对比分析
启明星
导出fws文件
GeoX
8. 中隔墙
2. 洞口段
midas GTS
7. 衬砌
在公路隧道各组成 上的应用(二)
3. 横洞
6. 设备洞室
4. 竖井
5. 斜井
10. 小净距 隧道双洞 台阶法 9. 小净距 隧道单侧壁 导洞法
1. 明挖法 2. 全断面法
midas GTS 在公路隧道施工工法
3. 台阶法
12-隧道施工阶段固结分析 midas gts 用户手册 相信对MIDAS GTS 初学者绝对有用
基础例题 12隧道施工阶段固结分析1GTS 基础例题 12GTS 基础例题 12.- 隧道施工阶段固结分析运行GTS 概要 生成分析数据 属性 / 5 建立二维几何模型 矩形, 直线, 圆弧 / 9 交叉分割 / 12 生成二维网格 网格尺寸控制 / 13 映射网格 k-线面 / 15 自动划分平面网格 / 18 自动化分线网格 / 19 分析 荷载, 支撑 / 20 节点水头 / 22 定义施工阶段 / 23 分析工况 / 27 分析 / 29 查看分析结果 位移等值线 / 31 孔隙压力 / 32 应力等值线 / 33 随时间的孔隙压力变化 / 351 2 5101320302GTS 基础例题 12GTS 基础例题 12隧道施工阶段固结分析此操作例题中通过在GTS里直接输入坐标来建模并进行施工阶段固结分析。
此例题通 过二维的隧道模型在开挖隧道时同时考虑孔隙压力的变化及地基的变形的固结分析。
在第一个施工阶段里定义模型的地基的约束条件和外部边界的排水条件，在第二个施 工阶段里定义随着隧道的开挖其开挖面的排水条件及右侧地基的竖直位移约束条件。
熟悉在任意施工阶段用图形和表格输出结果的方法以及多种查看分析结果的方法。
运行GTS运行程序。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.运行GTS 。
点击 文件 > 新建打开新项目。
弹出项目设定对话框。
项目名称里输入‘基础例题 12’。
模型类型指定为‘2D’。
分析约束指定为‘X-Z平面’。
单位系统里的内力, 长度, 时间指定为‘kN’, ‘m’, ‘day’。
其他的直接使用程序的默认值。
点击 。
10. 主菜单里选择视图 > 显示选项...。
11. 一般表单的网格 > 节点显示指定为‘False’。
12. 点击 。
1GTS 基础例题 12概要在此操作例题中使用的模型如下所示。
生成一种材料的地层、圆形隧道以及隧道周边 的衬砌之后进行施工阶段固结分析。
基坑开挖方式对盾构隧道的变形影响研究
基坑开挖方式对盾构隧道的变形影响研究利用Midas-GTS，对基坑开挖方式对隧道变形影响进行数值模拟分析。
结果表明，基坑分块开挖能减小隧道的最大竖向位移，在底板浇筑前，能缩短隧道最大变形的暴露时间。
标签：开挖方式；盾构隧道；数值模拟1 建立数值模型1.1 工程背景（1）待开挖的基坑：本基坑的尺寸为15m×15m×10m；沿基坑深度方向设2道内支撑，深度分别为3m、6m（离基坑底部分别为7m、4m），支撑采用钢支撑，支撑尺寸为直径φ=800mm、厚度t=14mm，相邻的支撑相隔6m；围护结构选用挖孔支护桩，围护结构的尺寸为直径φ=1200mm，埋深12m（深入基坑底2m），相邻的搅拌桩桩相隔1.6m。
（2）下方地铁盾构隧道：隧道的外径为6m，衬砌结构厚度为0.3m，内径为5.4m。
（3）基坑与地铁盾构隧道的相对位置：盾构隧道位于待开挖基坑的正下方，隧道拱顶至基坑底部6m，至地面16m。
总体待研究的模型截面示意图如图1所示。
1.2 模型的材料参数根据工程实测数据，本模型选定的土层是浅岩区的土层，由杂填土、粉质粘土、全风化岩、强风化岩、中风化岩等构成[1]。
围护结构选用挖孔支护桩（φ=1200mm），内支撑选用钢支撑（φ=800，t=14）形式，隧道的衬砌为混凝土C50（t=300mm）的盾构管片，基坑底板为钢筋混凝土C40（t=600mm）。
本模型的土体参数及各结构参数具体如表1[2]。
1.3 模型的计算范围本模型模拟的是整个基坑开挖的过程，根据工程经验[3]，土体对于基坑的影响范围，水平影响范围是基坑开挖深度的3倍，竖直影响范围是基坑开挖深度的2.5倍。
本模型的基坑深10m，为了能充分包裹全部的影响区域，本模型的截面水平宽度取100m，深度取50m，形成一个100m×80m的矩形区域。
1.4 模型的变形控制标准根据相关规定，运营地铁隧道在受到外界各种加卸载活动的干扰，产生的影响必须符合以下三点[4]：地铁隧道的竖向绝对沉降量为20mm，水平位移量为20mm；地铁隧道最大的上浮位移量为15mm；相对弯曲为1/1500。
MIDAS-GTS在隧道和地铁工程中的应用
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小结：
在地下工程缺乏相应工程经验或者需要进行方 案选择的时候，利用数值计算软件，可以对工程有初步 和定性的认识，为工程设计提供重要参考。
15
MIDAS/ GTS Training Course
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2 隧道及地下工程开挖对已有建筑设施的影响
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3 新建地下工程对已建地下工程的影响评价
（结合广佛地铁二、八线沙园地铁车站及曲线盾构隧道相邻建筑深 基坑开挖工程）
本工程地块位于广州市海珠区工业大道北十一橡胶厂内。地下室形状 为一不规则多边形，东侧是工业大道，其规划道路红线为40米；场地东南 侧临近已完成主体结构施工的沙园地铁站，东北侧临近广佛线地铁隧道。 南侧是榕景路，其规划道路红线为26米；西侧与26米规划路相接；北侧与 规划路相接。
图2-5 右洞开挖后的地层竖向位移图
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图2-6 围岩塑性拉应力区图
图2-7 围岩塑性压应力区图
图2-8 中隔墙最大压应力图
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图2-9 中隔墙最大拉应力图
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图2-1 联拱隧道整体模型
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图2-2 联拱隧道局部模型
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MidasGTS基坑开挖详细操作过程
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•点击工作目录树中发亮的网格组， •采用相同的方法，更名
按F2，更名为
※ 网格组名称在当初划分网格的时候也可以定义，那么这步就可以省略， 但需要单独划分这三个网格。
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※ 释放梁端约束主要是为了避免支撑 对地下连续墙的弯矩影响，更真实的 反映实际情况。
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8. 施工阶段
20 修改网格组名称
由于前面采用的是全部划分平面网格，为了定义施工阶段，这里需要做修改网格组名称。 •首先将选择过滤菜单调为“网格”。 •如图点击选择第一次开挖的网格组。
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4. 生成网格
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自动划分平面网格
网格 > 自动网格划分 > 平面…
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• 在主菜单依次选择网格 > 自动网格划分 > 平 面… (F7) . •如图选择线。 • 类型选择为四边形. • 网格尺寸按单元尺寸方式定义为 1. • 属性选择为土层1. • 网格组输入为土层1. • 确认独立注册各面网格勾选. • 点击 预览确认网格尺寸. • 点击 适用 生成网格.
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8. 施工阶段
24 第四步：激活第一道支撑
MIDAS-GTS-2D-两拱隧道开挖施工阶段分析
1 2
3
※：每个岩土层的边界 交叉处必须分割，交叉 分割这一选项可以完成 所有交叉边界线的相互 分割。
两拱隧道开挖施工阶段分析
5
05 网格>网格尺寸控制>线
Step
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操作过程
4
1
2
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两拱隧道开挖施工阶段分析
7
05 网格>网格尺寸控制>线
Step
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操作过程
1）如图所示，选择核心隧 道下部侧面以及核心隧道 下部对应的线 2）在“播种方法”中选择 “分割数量”，在分割数 量中输入“3” 3）点击【确定】 4）如图所示，选择核心隧 道上部对应的线 5）在“播种方法”中选择 “分割数量”，在分割数 量中输入“2” 6）点击【确定】
Step
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操作过程
1）在主菜单中选择【模型】 >边界>修改单元属性 2）在边界组中输入“核心 柱” 3）在选择过滤中改变为 “网格” 4）在模型工作目录树中选 择【网格】>网格>核心上 部柱和核心上部柱 5）选择属性，将属性转化 为“核心柱” 6）点击【确定】41 Nhomakorabea2
4
2
3
两拱隧道开挖施工阶段分析
24
16 模型>施工阶段>定义施工阶段
Step
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操作过程
1）点击【新建】，第二施 工阶段定义为“CS2” 2）在这个阶段，将“核心 上部S/C”“核心上部右侧 S/C”“核心上部左侧S/C” 拖放到【激活数据】； 3）点击【保存】 4）点击【新建】，第三施 工阶段定义为“CS3” 5）这一阶段，将边界中的 “核心上部喷混硬化”拖 放到【激活数据】 6）点击【保存】
midas gts 模拟变截面隧道的开挖
Y轴
北京迈达斯技术有限公司MIDAS Information Technology Co., Ltd.
midas GTS
步骤 2.6
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 在工作树目录中点击鼠标右键
2
3. 几何> 生成几何体 > 扩展...
4. 选择步骤2.3中的平面，点击[选择扩
midas GTS
步骤 2.3
变截面隧道的开挖
1. 几何> 曲面 > 建立 > 平面... 2. 选择曲线（见图中红线） 3. 点击[确认]
2
4. 在工作树目录中点击鼠标右键
4 3
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midas GTS
6
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Y轴
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北京迈达斯技术有限公司MIDAS Information Technology Co., Ltd.
midas GTS
步骤 2.11
1
变截面隧道的开挖
1. 在模型窗口中，鼠标左键选择矩形，然后右键，选 择“仅显示”
2. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“显示全部” 3. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度” 4. 在“透明表现”中设置为8
步骤 2.4
2
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 曲线 > 生成线组... 2. 选择图中红线 3. 点击[适用] 4.选择图中红线 5.点击[适用] 6.点击[取消]
4
3，5
6
北京迈达斯技术有限公司MIDAS Information Technology Co., Ltd.
midas GTS-隧道专题
3、导入DXF 2D对话框点击“选择Autoc
ad的DXF文件”按钮。
4、在打开对话框里选择隧道几何模型。
5、选择要导入的DXF格式文件“梁单
2
元”。
6、确认导入的几何文件后，点击“打
开”按钮。
7、确认导入的DXF格式文件无误后，点
击“确认”按钮。
7、点击“确认”按钮
北京迈M达ID斯A技S 术IT有C限o.,公L司td.
度。 12、选择混凝土等级。
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13、确认无误后点击“设计”按钮，软
件就会根据前面计算的内力出计算书。
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MIDAS/ GTS 培训教程
知识要点：
北京迈M达ID斯A技S 术IT有C限o.,公L司td.
今天我们主要培训两个方面的内容： 1、如何采用GTS进行隧道结构分析及设计。 2、初支和二衬在GTS里面模拟的几种方法。 如果大家对培训内容有什么疑问会后大家一起交流，如果对培训形式有什么更好 的建议请大家发邮件到：daijc@。
2
/gts/
阶段>定义施工阶段。
3、在定义施工阶段对话框
里选择“新建”按钮。
4、阶段名称输入“初始阶
段分析”。
5、阶段类型选择“施工”。
6、把隧道、围岩的单元、
一般约束的边界、自重荷
载拖入激活表单。
7、勾选位移清零
8、保存
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北京迈M达ID斯A技S 术IT有C限o.,公L司td.
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midas GTS在地铁、基坑、隧道工程中的应用
6
1
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施作Φ159×10大管棚，分部开挖扣拱，下挖至底板后
6
1
zc
7
71 7
1
zc
7
由下而上顺作二衬。 沿区间隧道走向，结构上部有多条管线，侧向有一小 型隧道。受影响较大的有Φ1000雨水管（距导洞拱顶径 向距离为7.8m）、Φ1400上水管（距主洞拱顶径向距 离为6.0m）、700×500电信（距主洞拱顶径向距离为 6.8m）、Φ800上水管（距导洞拱顶径向距离为9.7m）、 1800×2300电力隧道（距导洞拱顶径向距离为9.1m）， 还有一些直径较小的天然气管和上水管。区间隧道与管 线及小型隧道的位置关系如左图所示。
二衬弯矩 荷载结构法计算模型
二衬水平变形
中隔墙竖向位移
中隔墙水平位移
地层损失法计算模型
地层竖向位移
第一主应力
第三主应力
工程说明： 某隧道（马德里30公里处）TBM-EPB技术应用。 主要目的是介绍一种基于有限元理论的3D数值计算方法，该方 法主要用来预测TBM掘进过程中的影响。
工程说明： 阿联酋“迪拜塔”高 818m及地下5层，采用桩筏基础。通过三维有限元分 析，计算筏板基础变形及受 力、桩基的变形及受力。
典型断面
绝对位移（断面1）
说明：通过读取所选择断面的横向位移，将时程分析得到的结构相对变形（取结构底板处变形为0），采用荷载、位移-结构 模型，对各构件进行强度验算。
地震工况有水弯矩
地震工况有水剪力
villas
ODEON excavation High school
Point du jour
Ténao street
工程说明： Oden塔身共计49层，几何
150m
MIDAS GTS 2D 22分步开挖中文.ppt
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MIDAS IT Co., Ltd.
3 4
7
CD-Cut Tunnel 굴착 해석
14
Step
13 模型>边界>地面支撑
操作过程
1）在主菜单中选择【模型】 >边界>地面支撑 2）在边界组中输入“地面 边界条件” 3）选择地面网格 4）点击【确定】
1 2 3
4
MIDAS IT Co., Ltd.
2）在这个阶段，将“隧道
上部左侧R/B”“隧道上
1
部左侧临时S/C”“隧道
上部左侧S/C”拖放到
【激活数据】；点击【保
2
存】
3）点击【新建】，第三施
工阶段定义为“CS3”
4）这一阶段为喷混硬化过
程，将“上部左侧S/C硬
化”和“左侧临时S/C硬
化”拖放到【激活数据】
5）点击【保存】
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“隧道上部右侧R/B”，
5
“隧道到下部R/B”网格
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CD-Cut Tunnel 굴착 해석
12
Step
11 确认网格生成
Procedure
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CD-Cut Tunnel 굴착 해석
13
Step
12 模型>单元>修改参数
操作过程
2
>施工阶段>定义施工阶段
2）点击“新建”，“阶段 3
名称”中输入“IS”
3）将【组数据】中显示的
原地基的“单元，地基边
界条件和自重”拖放到
【激活数据】。
midas gts 模拟变截面隧道的开挖
结合大数据和人工智能技术，对隧道施工过程中 的监测数据进行实时分析，为施工提供更加智能 化的指导。
THANKS
感谢观看
短了模拟时间。
精确性
该软件采用先进的数值算法， 能够模拟复杂的隧道开挖过程 ，提供高精度的模拟结果。
灵活性
MIDAS GTS支持多种隧道断 面形式，可以模拟变截面隧道
的开挖过程。
易用性
该软件界面友好，操作简单， 方便用户快速上手。
MIDAS GTS的应用领域
01
02
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隧道工程
MIDAS GTS广泛应用于隧 道开挖过程的模拟，为隧 道设计、施工提供重要的 参考依据。
研究背景
随着交通建设的快速发展，隧道工程在公路、铁路等交通领域的应用越来越广泛 。由于隧道施工环境复杂，施工难度大，因此，通过模拟软件对隧道开挖过程进 行模拟，有助于优化施工方案，提高施工效率，减少施工风险。
隧道开挖的重要性
隧道开挖是交通建设中的重要环 节，其施工质量和安全性对整个 交通线路的正常运行至关重要。
运行模拟
运行模拟程序，观察隧道开挖过程中的变形、 应力等响应，并记录相关数据。
结果分析
对模拟结果进行分析，评估隧道开挖的安全 性和稳定性，为实际施工提供指导。
04
模拟结果分析
模拟结果的展示
变形量
通过MIDAS GTS模拟，可以清晰地展示出隧道在开挖过程中的变 形量，包括横向和纵向变形。
应力分布
模拟结果可以展示出隧道在不同开挖阶段的应力分布情况，有助于 了解隧道结构的稳定性。
施工难度大
由于截面的变化，施工难 度增加，需要精确控制施 工参数和工艺。
结构受力复杂
变截面隧道结构受力较为 复杂，需要考虑多种因素 如土压力、水压力、结构 自重等。
大断面隧道开挖稳定性数值模拟分析
大断面隧道开挖稳定性数值模拟分析摘要：由于山岭隧道穿越地层较多，地质条件复杂多样。
运用Midas有限元软件对大断面隧道建立模型进行模拟，分别采用了三种不同方式进行模拟开挖，通过分析隧道围岩位移及应力，来判断隧道稳定性。
得出以下结论：开挖时的水平位移与竖向位移最小的是CD法，其次是上下台阶法，最大的是全断面法，采用CD法时的拱顶沉降量最小，经综合比较采用CD法开挖时施工最为安全。
关键词：隧道，数值模拟，围岩稳定性。
一、简介在山区道路建设中，由于地形地质情况复杂，需修建隧道通过山体，缩短道路的铺设距离，同时减小对附近坡体的破坏。
面对大断面大跨度的隧道修建时，面临施工和设计的困难，选择合适的施工方案可以减少围岩扰动等问题，保障施工的安全与进度。
近年来各国学者不断地对隧道施工方案的合理性进行研究探索，并取得了显著进步，王朝南[1]针对某高速公路的大断面隧道工程为例,采用数值分析方法。
分析结果得出全断面法对该隧道拱顶沉降影响最大.徐良[2]以隧道开挖引起地表沉降变形为研究对象，给出了在不同的地质条件下更加符合实际的开挖方法。
贾杰南[3]通过数值模拟对比了全断面法和法"确定软弱地层条件的变形破坏区域。
刘希亮[4]通过比较位移、应变、应力选用了台阶法对地铁穿隧道进行模拟。
本文以国内某高速铁路为工程实例，基于Midas有限差分软件进行数值模拟，同时采用三种不同的施工方法，通过拱顶沉降水平位移围岩应力塑性区域讨论大断面山岭隧道合适的施工方案。
二、工程概况某铁路隧道工程所在地区的地形高低起伏大，岩石稳定性差，施工会遇见各种复杂情况，对隧道施工的安全性和隧道围岩的稳定产生极大影响，开挖时极易产生坍方、脱层、掉块等问题为保证隧道施工的安全性，需要对隧道施工工艺进行优化。
地层的弹性模量为50Mpa、泊松比0.36、粘聚力100Kpa、摩擦角25，隧道衬砌为C20和C30混凝土，锚杆采用钢锚。
三、模型建立利用 Midas/GTS 软件模拟隧道施工过程。
MIDASGTS2D39隧道参数分析中文
模型>施工阶段>定义施工阶段
操作过程
09
*
1）在“阶段名称”中输入“BT39 阶段8”，阶段类型指定为“施工阶段” 2）将【组数据】中的“S/C右侧硬化”拖放到【激活数据】 3）点击【保存】 4）点击【关闭】，施工阶段定义完成
模型>施工阶段>定义施工阶段
操作过程
1）在主菜单里面选择【分析】>【分析工况】 2）点击【添加】 3）名称中输入“K0=0.5” 4）描述中输入“参数优化” 5）分析类型中指定【施工阶段】 6）选择【分析控制】 7）选择【应力分析初始阶段】为“初始阶段应力分析”，即“BT39 Stage1” 8）勾选【K0条件】，点击【确定】 9）在“添加/修改分析工况”中，点击【确定】
模型>施工阶段>定义施工阶段
操作过程
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*
1）在“阶段名称”中输入“BT39 阶段4”，阶段类型指定为“施工阶段” 2）将【组数据】中的“左侧R/B”“左侧S/C”拖放到【激活数据】 3）点击【保存】 4）在“阶段名称”中输入“BT39 阶段5”，阶段类型指定为“施工阶段” 5）将【组数据】中的“S/C左侧硬化”拖放到【激活数据】 6）点击【保存】 7）点击【新建】，输入下一个阶段
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Drag & Drop
模型>施工阶段>定义施工阶段
操作过程
09
*
1）在“阶段名称”中输入“BT39 阶段2”，阶段类型指定为“施工阶段” 2）选择【位移清零】，点击【保存】 3）删除两个阶段中的不平衡应力，此阶段指定为“Null阶段” 4）点击【新建】，输入下一阶段 5）在“阶段名称”中输入“BT39 阶段3”，阶段类型指定为“施工阶段” 6）将【组数据】中的“右侧隧道”拖放到【钝化数据】 7）勾选【LDF…….】，点击【保存】 8）点击【新建】，输入下一阶段
Midas GTS 基础教程 三维隧道施工阶段分析
基础例题2三维隧道施工阶段分析GTS基础例题2-三维隧道施工阶段分析运行GTS 1 概要 2 建模助手 6 一般表单/ 5喷锚表单/ 8挖掘表单 / 12网格表单 / 13结果数据表单/ 20分析24 查看分析结果26 应力等值线/ 27查看等值面 / 32查看切片应力 / 34查看剖断面 / 38输出结果/ 39GTS基础例题21GTS 基础例题2这个例题我们将使用GTS 提供的隧道建模助手建立单向和双向开挖的隧道三维模型并进行分析。
在后处理中，我们可以对于任意施工阶段按图形和表格的形式查看分析结果，还可以通过查看等值线、等值面、剖断面等多种方法对结果进行分析。
运行GTS运行程序并进行初始设定。
1. 运行GTS ；2. 点击文件 > 新建开始新项目；3. 弹出项目设定对话框；4. 在项目名称里输入‘基础例题 2’；5. 其它的使用程序设定的默认值；6. 点击；7. 在主菜单里选择视图 > 显示选项...；8. 将一般表单里网格 > 节点显示指定为‘False ’；9. 点击。
不使用栅格、坐标轴、基准时，可将其隐藏起来，以便于建模。
三维隧道施工阶段分析 (Tunnel Modeling Wizard)2 概要这个例题如下图所示，模拟的是一个处于不同岩土层内的隧道模型。
尽管对于不同的岩层、土层需要使用不同的材料来模拟，增加了建模的复杂性，但这里我们可以使用GTS 的隧道建模助手，只需通过输入一些主要参数，就可以非常快捷地建模。
GTS 基础例题 2-1土软岩硬岩GTS 基础例题 2-2GTS基础例题23岩层和土层的各项特性如下表：特性硬岩 软岩 土 类型MC MC MC 弹性模量(E)[tonf/m2]6e5 2e5 5000 泊松比(ν) 0.2 0.25 0.3 容重(Y)[tonf/m3] 2.6 2.5 1.8 饱和容重[tonf/m3] 2.6 2.5 1.8 侧压力系数 1 0.7 0.5 粘聚力(C)[tonf/m2] 300 20 2 内摩擦角（ϕ） 40 35 30 抗拉强化[tonf/m2]300 20 2GTS 基础例题 2-Table 1锚杆和喷射混凝土的结构材料特性如下表：GTS 基础例题 2-Table2锚杆和喷射混凝土的截面特性如下表：区分 类型 尺寸喷射混凝土板 厚度[m] 0.16 锚杆植入式桁架面积[m2] 0.0005067GTS 基础例题 2-Table 3特性 喷射混凝土 锚杆弹性模量(E)[tonf/m2]1.5e52.0e7 泊松比(ν) 0.2 0.3 容重[tonf/m3] 2.4 7.85 热膨胀系数(a)1e-6 1.2e-5三维隧道施工阶段分析 (Tunnel Modeling Wizard)4 建模助手下面利用建模助手进行建模。
基于Midas-GTS的基坑开挖数值模拟分析
基于Midas-GTS的基坑开挖数值模拟分析方年春【摘要】结合上海某软土地区的某基坑工程实例,通过分析该工程的实际状况,使用有限元分析软件Midas-GTS,建立了可行的基坑开挖有限元模型,并对模型进行了定性分析.通过软件的后处理功能,提取相应的变形位移等数据,详细地进行了地下连续墙的水平位移分析和坡顶沉降分析,并在不同工况对比下,分析了地下连续墙深度对地下连续墙的水平位移的影响.结果表明,在基坑开挖过程中,地下连续墙的最大侧向位移随着基坑深度不断加深而逐渐增大,并且最大值产生位置的深度也不断下降.同时距离较差土质较近的区域基坑发生的变形较大,故在开挖过程中要充分考虑到基坑附近土质情况对基坑开挖的影响,并做好进一步的加固措施,以此保证基坑开挖的稳定.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2019(041)005【总页数】4页(P118-121)【关键词】地下连续墙;有限元与数值模拟;基坑工程;变形特征【作者】方年春【作者单位】上海强劲地基工程股份有限公司,上海201806【正文语种】中文【中图分类】TU470 引言当今中国城市工程建造技术日益成熟，狭隘的土地越来越不能满足城市空间的开发和发展，在地上空间已经不能满足城市持续快速发展对土地的需求的情况下，城市地下空间的开发和利用成为了一个重大研究课题和方向。
地下空间的建筑工程主体就包括深基坑工程，地下连续墙对环境影响小、刚度大、拥有良好的整体性能和低渗透性、可以采用逆作法施工，这些优点使其成为深基坑工程中最佳的挡土结构之一，被大量工程广泛应用。
现阶段，国内外研究多采用数值模拟方法来对深基坑开挖过程进行研究和分析。
有限元法在众多数值分析方法中效果较为突出，它可以解决非线性问题，并且适用于各种非均质材料、各向异性材料以及许多复杂的边界条件[1]。
除此之外，基坑开挖中的空间效应与时间效应都能纳入考量范围之中。
首次将有限元法应用于基坑工程的是Duncan和Chang[2,3]，他们对土体本构关系采用双曲线非线性弹性模型进行研究，利用有限元数值方法对边坡开挖的性状做了模拟分析，并将模拟所得值与实测值进行对比，得出有限元法可以有效预测边坡开挖的结论。
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步骤 2.9
1
3 4
5
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键 2. 几何 > 实体 > 嵌入... 3. 选择“土” 4. 选择“大截面” 5.点击[确认]
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变截面隧道的开挖
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步骤 1
2 3
变截面隧道的开挖
1.文件 > 新建 2. 选择“3D” 3.选择“Z” 4. 点击[...] 5. 内力: kN 6. 点击[确认]
4 5
3
4
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步骤 2.2
1
变截面隧道的开挖
3，7 4
1. 点击[WP法向] 2. 几何> 曲线 > 交叉分割... 3. 点击[已显示] 4. 点击[适用] 5. 几何 > 删除 >删除面/线... 6. 选择“短线” 7.点击[已显示] 8. 点击[查看] 9.点击[取消]
6
7
Y轴
8 9
10
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步骤 2.11
1
变截面隧道的开挖
1. 在模型窗口中，鼠标左键选择矩形，然后右键，选 择“仅显示”
2. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“显示全部” 3. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度” 4. 在“透明表现”中设置为8
2
3
4
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步骤 2.12
2 3
4 5
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 实体 > 分割... 2. 选择实体“大截面” 3. 选择“矩形面” 4. 选实体“土” 5. 点击[确认]
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3. 选择“小截面”实体
4. 点击[选择方向]，选择Y轴
5. 输入“15”
3
6. 点击[确认]
7. 在工作树目录中点击鼠标右键
4
7 5
6
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步骤 2.8
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度”
6
8 9
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步骤 2.3
变截面隧道的开挖
1. 几何> 曲面 > 建立 > 平面... 2. 选择曲线（见图中红线） 3. 点击[确认]
2
4. 在工作树目录中点击鼠标右键
4 3
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展方向]，选择总体坐标系的Y轴
5. 输入“15”，“大截面”
6. 点击[确认]
4 Y轴
5 6
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步骤 2.7
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 几何 > 转换 > 移动复制...
步骤 2.5
22，6
3，6
4，7
8
5
变截面隧道的开挖
1. 几何> 生成几何体 > 扩展... 2. 选择过滤器中的“线组” 3. 选择步骤2.4中的第一个线组，点击
[选择扩展方向]，选择总体坐标系的Y轴 4. 输入“16”，“小截面” 5. 点击[适用] 6. 选择步骤2.4中的第二个线组。 7. 输入“30” ，“土” 8. 点击[确认]
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步骤 2.4
2
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 曲线 > 生成线组... 2. 选择图中红线 3. 点击[适用] 4.选择图中红线 5.点击[适用] 6.点击[取消]
4
3，5
6
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6 6
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步骤 2.1
2
5
6
变截面隧道的开挖
1. 文件 > 导入 > DXF 2D... 2. 点击“选择AutoCAD的DXF文件” 3. 选择相应的DXF文件 4. 点击[打开] 5. 点击 [预览] 6. 点击 [确认]
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步骤 2.13
1
6，10
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“隐藏全部”
2. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“显示全部”
3. 点击[WP法向]
4. 几何> 生成几何体 > 扩展...
2
5. 选择“线”，选择图中红线
步骤 2.10
3
1 4
变截面隧道的开挖
1. 点击[WP法向] 2. 几何 > 曲线 > 在工作面上建立 > 矩形(线组)... 3. 勾选“生成面”，在大截面处用鼠标左键
画出一矩形面（见图） 4. 在工作树目录中点击鼠标右键 5. 几何 > 转换 > 移动复制... 6. 选择矩形面 7. 选择Y轴 8. 选择“等间距复制” 9. 输入“5”，“5” 10. 点击[确认]
Y轴
Y轴
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步骤 2.6
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 在工作树目录中点击鼠标右键
2
3. 几何> 生成几何体 > 扩展...
4. 选择步骤2.3中的平面，点击[选择扩
2. 在“透明表现”中设置为8
3. 在模型窗口中，鼠标左键点击“土”，然后 右键， 选
择“隐藏”
2
4. 几何 > 布尔运算 > 并集...
5. 选择“大截面”
6. 选择“小截面”
7. 点击[确认]
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3
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