隧道建模助手培训教程

隧道建模助手使用方法

用于生成简单的三维隧道模型。可以建立考虑原状地层和地表的三维隧道模型。

隧道建模助手由4部分组成(一般、喷射混凝土及锚杆、开挖、网格)，只有在所有对话框中正确地输入数据才能生成隧道模型。因为从材料选择开始的一切操作都可以一次进行，因此可以立即运行隧道建模助手，GTS NX 运行后无需任何单独的流程。助手中用户经常使用的数据按默认值设置，或者创建的单独隧道建模助手的存储文件，在分析类似的隧道时，可只修改现有模型的一部分参数，就可以很快地创建模型。

隧道建模助手在未建模的情况下可以使用。存在模型的情况下，不能运行隧道建模助手。

一般

方法

设置隧道的数量和隧道的形状、以及开挖方法。

首先，决定是全部（全断面），还是整体形状的一半（右）。需要注意的是如果对隧道建模助手生成的模型进行修改，会导致无法使用指定的施工阶段和结果数据等。

[形状]

决定隧道断面的形状。支持圆形、3心圆、5心圆。根据指定的隧道形状，定义隧道变化的尺寸也被改变。按照输入示意图，隧道的形状和输入值的关系就会显示在隧道建模助手对话框中，并可以此为参考输入参数。作为定义隧道形状的输入值与几何> 顶点与曲线> 隧道截面相同。

[属性]

输入隧道周围岩土的材料属性。如果采用隧道建模助手生成隧道模型，隧道周围为基本的矩形区域岩土形状，岩土上部的地层和地表形状可根据选项添加到模型。基本模型是指隧道周边为矩形区域的岩土形状。可以用单一材料组成基本形状。材料及属性的定义与在属性/坐标系/函数菜单中定义的材料/属性相同。

[开挖方法]

决定隧道截面的开挖方法。在GTS NX中，除[全断面开挖] 之外，还提供[台阶式开挖1]、[台阶式开挖2]、[环形开挖1]、[环形开挖2]、[CD法]的开挖方式。

喷射混凝土及锚杆

方法

在喷射混凝土及锚杆对话框中，决定是否喷射混凝土和生成锚杆，类型和材料、布置形状等。

通过复选框，设置是否生成喷射混凝土、软喷混凝土或锚杆，并输入属性。用板单元定义喷射混凝土和软喷混凝土，锚杆用植入式桁架单元定义。

材料及属性与“属性/坐标系/函数”菜单中定义的材料/属性相同。喷射混凝土及锚杆属性必须按结构属性定义。

[中隔墙喷射混凝土]

隧道的开挖方法为CD法时被激活，决定是否在中隔壁上设置喷射混凝土。

[锚杆]

输入数量、分割、长度、弧长（锚杆的间距）。

交错布置

决定在各施工阶段的锚杆是否按交错布置的选项。指定为+1的情况下，在第一个施工阶段中，按指定的数量生成锚杆，在第二个施工阶段中增加一个锚杆，在第三个施工阶段中锚杆数量重新变为指定的数量。指定为-1的情况下，在第一个施工阶段中，按指定的数量生成锚杆，在第二个施工阶段中减少一个锚杆，在第三个施工阶段中锚杆数量重新变为指定的数量。

[中隔墙锚杆锚杆]

在隧道的开挖方法为CD法时被激活，决定是否在中隔墙中设置锚杆。

通过[输入示意]或[绘图]，可以实时查看绘制的截面形状。

开挖

方法

按各施工阶段决定隧道的开挖。

设置开挖类型，按单向开挖还是双向开挖。双向开挖的情况下，程序会生成施工阶段直到隧道打通。这点之后，用户应需要直接建立施工阶段。

建立2个隧道的情况下，指定要先开始开挖的隧道。

[第一开挖隧道]

指定左、右隧道的开挖先后。

[开挖后喷锚阶段]

输入开挖后的喷射混凝土和锚杆的阶段间隔。例如，输入1的情况下，开挖后在下一个施工阶段中生成喷射混凝土或锚杆。生成软喷混凝土的情况下，软喷混凝土在基于输入的阶段中激活，并在下一阶段中硬化。

[第二开挖隧道]

在双隧道的情况下，输入第二个隧道的开挖的起始阶段。例如，输入2的情况下，先开挖的隧道开始开挖后，另一个隧道在第2阶段后开始开挖。喷射混凝土和锚杆，将根据第一开挖阶段后定义的值生成。

[进尺]

按各施工阶段指定开挖长度。输入进尺后，就会自动计算并显示隧道总长度。各施工阶段的开挖长度按逗号或空格输入。重复的长度可以用次数@长度输入。例如，如果需要按2、2、2、2、3、4的进尺方式开挖，就可以输入‘2、2、2、2、3、4’，或输入4@2、3、4。

分割是指在各施工阶段中沿着开挖方向生成的单元个数。需要荷载的情况下，点击

键可以输入各阶段荷载释放系数LDF。

[锚杆位置]

输入各施工阶段锚杆的生成位置。可以在各阶段的开挖长度的中间位置自动生成锚杆，也可以用户直接输入间距和角度，调整锚杆的生成位置。

[间距]是根据隧道的开始部分和前一阶段锚杆的生成位置，表示锚杆生成的位置。

[角度]是指隧道的长度方向和锚杆形成的角度。

网格

方法

输入网格、地层和地表面形状。

在隧道的位置，由输入模型的深度，在隧道底面到模型的下部边界的距离，到模型的左右边界的距离，以及设双隧道时隧道之间的距离确定。

各边界的距离按隧道的底面宽度的倍数确定。

[岩土模型]

建立上部地层。上部地层建模的方法有实际或荷载方法。

[实际]法是按实际生成单元网格进行建模的方法；[荷载]法是不进行地表面形状的直接建模，而是等效为压力荷载的方法处理。

地层或地表形状的位置按输入的高度加上[基准标高]确定。

地层是位于隧道的上方的部分，多层地层可通过点击[新建]按钮添加。各地层的材料及属性与属性/坐标系/函数中定义的材料/属性相同。

x

按照模型的宽度方向输入地层的形状。在x中输入宽度方向坐标值。从正面查看隧道时，左侧下端的角点为原点。

值

输入各x 坐标对应的高度值。如果输入x和值，就会在右侧上绘制输入的形状。

z

按照隧道的方向输入地层的形状。在z中输入隧道的长度方向坐标。从正面中看到隧道时，左侧下端的角点为原点。

偏移

输入各z 坐标对应的高度值。高度值为相对于已经输入的基准值的变化量。