BT5-三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 Attribute / 6 2D Geometry 建模 Rectangle, Line, Transform / 14 Intersect, Delete / 16 生成二维网格 Size Control / 18 Map Mesh k-Edge Area / 20 生成三维网格 Extrude Mesh / 22 分析 Nodal Head / 26 Define Construction Stage / 31 Analysis Case / 37 Solve / 38 查看分析结果 Total Head / 40 Pore Pressure / 42 Velocity Contour (Vector Plot) / 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 File > New打开新文件。

弹出Project Setting对话框。

Project Title里输入‘基础例题 5’。

Unit System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View > Display Option...。

General表单的Mesh > Node Display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。

Soil 1 Soil 2 Soil 3 Soil 4
Stage 1 – Soil 1 Diaphragm Wall Stage 1 – Soil 2 Stage 2 – Soil 2 Stage 2 – Soil 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。

Attribute Name(ID) Soil 1 (1) Material Name(ID) Mat Soil 1 (1)
Mesh Set Name Soil 1 Stage 1 – Soil 1 Stage 2 – Soil 1 Soil 2 Stage 2 – Soil 2 Soil 3 Stage 2 – Soil 3 Stage 3 Soil 4 All 2D Element
Element Type
Solid
Solid
Soil 2 (2)
Mat Soil 2 (2)
Solid Solid Plot Only (2D)
Soil 3 (3) Soil 4 (4) Plot only (5)
Mat Soil 3 (3) Mat Soil 4 (4) ㅡ
GTS 基础例题 5 - Table 1
岩土材料(Ground)的特征值如下。

Material ID k (kx = ky = kz) (m/day) Water Content Unsaturated Property 1 Mat Soil 1 2.4e-3 0.5 Unsaturated (1) 2 Mat Soil 2 4.8e-3 0.5 Unsaturated (1) 3 Mat Soil 3 6.0e-3 0.5 Unsaturated (1) 4 Mat Soil 4 7.2e-3 0.5 Unsaturated (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（Unsaturated Property）的特征值如下。

ID Func. Type a n Func. Type Water Content Function
1 Unsat Gardner Coefficients 0.1 3 Van Genuchten 0.3 0.6 0.01 2 2
Permeability Function
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（Attribute ）
生成属性。

1. 2. 3. 4. 5.
6.
主菜单里选择Model > Property > Attribute…。

点击Attribute对话框里 选择‘Solid’。

Add/Modify Solid Attribute对话框里ID指定为‘1’， Name处输入 ‘Soil 1’。

Element Type处指定为‘Solid’。

为生成材料点击Material右侧的 。

的右侧 按钮。

7.
GTS 基础例题 5 - 4
8. 9.
Add/Modify Ground Material对话框里确认ID指定为‘1’。

Name处输入‘Mat Soil 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 （ Seepage Parameters）。

输入的值参考图GTS 基础例题 5 – Table 2。

6


GTS基础例题5
10. Seepage Parameters的kx, ky, kz里都输入‘2.4e-3’。

11. Vol. Water Content(W)里输入‘0.5’。

12. 勾选Unsaturated Property。

13. 点击Unsaturated Property右侧的 。

生 成 定 义 渗 流 材 料 （ Seepage Material ） 所 需 的 非 饱 和 参 数 （ Unsaturated Parameter）。

输入值参考图GTS 基础例题 5 – Table 3。

14. Unsaturated Property Function对话框里点击。

15. Add/Modify Unsaturated Property Function对话框里Name处输入‘Unsaturated’。

16. Permeability Function Data里将Function Type指定为‘Gardner Coefficients’。

17. Permeability Function Data里a处输入‘0.1’。

18. Permeability Function Data里n处输入‘3’。

19. Water Content Function Data里Function Type指定为‘Van Genuchten’ 。

20. Water Content Function Data里Theta r处输入‘0.3’。

21. Water Content Function Data里Theta s处输入‘0.6’。

22. Water Content Function Data里a处输入‘0.1’。

23. Water Content Function Data里n处输入‘2’。

24. Water Content Function Data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. Unsaturated Property Function 对话框里确认注册了‘Unsaturated’。

7


三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
GTS 基础例题 5 - 5
8


GTS 基础例题5
9
GTS 基础例题 5 - 6
29. Add/Modify Ground Material 对话框里Unsaturated Property 处是否登录
‘Unsaturated’。

30. Add/Modify Ground Material 对话框里点击。

31. Add/Modify Solid Attribute 对话框里Material 处指定‘Mat Soil 1’。

32. 点击。

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
10 生成属性‘Soil 2’。

33.Add/Modify Solid Attribute 对话框里ID处指定为‘2’。

处输入‘Soil 2’。

35.Element Type处指定为‘Solid’。

36.为生成材料点击Material右侧的。

37.Add/Modify Ground Material对话框里ID处指定为‘2’。

处输入‘Mat Soil 2’。

39.Seepage Parameters的kx, ky, kz处都输入‘4.8e-3’。

40.Vol. Water Content(W)处输入‘0.5’。

41.勾选Unsaturated Property。

42.Unsaturated Property处指定为‘Unsaturated’。

GTS 基础例题5 - 7
43.Add/Modify Ground Material对话框里点击。

44.Add/Modify Solid Attribute对话框里Material处指定为‘Mat Soil 2’。

45.点击。

GTS 基础例题5
11
生成属性‘Soil 3’。

46. Add/Modify Solid Attribute 对话框里ID 处指定为‘3’。

47. Name 处输入‘Soil 3’。

48. Element Type 处指定为‘Solid’。

49. 为生成材料材料点击Material 右侧的。

50. Add/Modify Ground Material 对话框里ID 处指定为‘3’。

51. Name 处输入‘Mat Soil 3’。

52. Seepage Parameters 的kx, ky, kz 里都输入‘6.0e-3’。

53. Vol. Water Content(W)里输入‘0.5’。

54. 勾选Unsaturated Property 。

55. Unsaturated Property 里指定为‘Unsaturated’。

GTS 基础例题 5 - 8
56. Add/Modify Ground Material 对话框里点击。

57. Add/Modify Solid Attribute 对话框里Material 指定为‘Mat Soil 3’。

58. 点击。

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
12 生成属性‘Soil 4’。

59.Add/Modify Solid Attribute对话框里ID指定为‘4’。

里输入‘Soil 4’。

61.Element Type处输入‘Solid’。

62.为生成材料点击Material右侧的。

63.Add/Modify Ground Material对话框里ID处输入‘4’。

处输入‘Mat Soil 4’。

65.Seepage Parameter的kx, ky, kz里都输入‘7.2e-3’。

66.Vol. Water Content(W)里输入‘0.5’。

67.勾选Unsaturated Property。

68.Unsaturated Property指定为‘Unsaturated’。

GTS 基础例题5 - 9
69.Add/Modify Ground Material对话框里点击。

70.Add/Modify Solid Attribute对话框里Material处指定为‘Mat Soil 4’。

71.点击。

GTS 基础例题5
13
为生成Solid 单元，生成在临时生成的2D 网格上使用的Attribute ‘Plot Only’。

72. Attribute 对话框里点击右侧的。

73. 选择‘Plane’。

74. Add/Modify Plane Attribute 对话框里ID 处指定为‘5’。

75. Name 处输入‘Plot Only’。

76. Element Type 指定为‘Plot Only(2D)’。

77. Add/Modify Plane Attribute 对话框里点击。

78. Attribute 对话框点击。

GTS 基础例题 5 - 10
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
14 二维几何建模
矩形（Rectangle ）, 线（Line ）, 转换（Transform ）
利用矩形和线来建立形状。

首先利用矩形功能生成整个岩土部分。

1. 视图工具条里点击
Normal 。

2. 主菜单里选择Geometry > Curve > Create on WP > Rectangle(Wire)…。

3. Rectangle 的生成方法指定为。

4.
Method 指定为‘ABS x, y’。

5. Rectangle 对话框里确认Input One Corner 。

6. 确认未勾选Make Face 。

7. Location 处输入‘–30, 24’按回车。

8.
Method 指定为‘REL dx, dy’。

9.
Rectangle 对话框里确认Input Diagonally Opposite Corner 。

10. Location 处输入‘60, -24’后按回车。

11. 点击。

12. 视图工具条里点击
Zoom All 。

下面利用线生成区分施工阶段、围护墙和地层的线。

13. 主菜单里选择Geometry > Curve > Create on WP > Line…。

14. Line 对话框里确认Input Start Location 。

15. Method 指定为‘ABS x, y’。

16. Location 处输入‘-21, 24’后按回车。

17. Line 对话框里确认Input End Location 。

18. Method 指定为‘REL dx, dy’。

19. Location 处输入‘0, -24’后按回车。

20. 重复步骤14到19的过程利用同样的方法生成从‘-20, 24’到‘0, -24’的直线。

21. 重复步骤14到19的过程利用同样的方法生成从‘-30, 18’到‘60, 0’的直线。

22. 点击。

由于生成的矩形非常大，所以需要将画面Zoom
Out 才能准确的查看生成
的矩形形状。

关于生成矩形的各种方法的详细说明参照联机帮助
GTS 基础例题5
15
23. 模型窗口里选择在过程21里生成的直线。

24. 主菜单里选择Geometry > Transform > Translate… 。

25. 确认指定为Direction & Distance Tab 。

26. 选择工具条里Selection Filter 指定为‘Datum Axis(A)’。

27.
状态下工作目录树里选择Datum > ‘Z-Axis’。

28. 指定‘Non-Uniform Copy’。

29. Distance 处输入‘3@-2,-4,-2’。

30. 点击。

GTS 基础例题 5 – 11
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
16 交叉分割（Intersect ）, 删除（Delete ）
所有的线只有在交叉位置彼此分割的情况下才能正常的生成网格。

所以为了将所有的线在交叉出分割利用交叉分割功能，删除未使用的线。

1. 主菜单里选择Geometry > Curve > Intersect…。

2.
选择工具条里点击
Displayed 按钮选择全部的线。

3. 点击执行交叉分割的命令。

4. 点击
终止交叉分割对话框。

5. 参考图GTS 基础例题 5 – 12在模型窗口里选择标记未‘X’的10个线。

6. 按键盘上的Delete 。

7. 在Delete 对话框里点击。

基础例题 5 – 12
需要选中在上一阶段里生成的所有的线。

X
X
X X X X X
X X X
GTS基础例题5
删除后剩下的线中Edge A, B是对分析没有影响的假想线。

象这样为了均匀的映射网格需要添加假想线。

A B
GTS 基础例题5 - 13
17
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
18 生成二维网格
网格尺寸控制（Size Control ）
为了生成均匀的映射网格，所以在模型上指定适当的网格尺寸。

为了可以一边确认一边操作将网格种子信息（Mesh Seed ）设定为可见了。

1. 选择工具条里点击
Displayed 选择全部的Edge 。

2. 主菜单里选择Mesh > Size Control > Display Mesh Seed…。

3. Option 指定为‘Show Mesh Seed’。

4. 点击。

设定网格尺寸控制（Size Control ）。

5. 主菜单里选择Mesh > Size Control > Along Edge…。

6.
状态下参考图GTS 基础例题 5 - 14选择指定为 A
的4个Edge 。

7. Seeding Method 指定为‘Interval Length’。

8. Interval Length 处输入‘1’。

9. 点击预览按钮确认指定的单元分割个数。

10. 点击。

11.
状态下参考图GTS 基础例题 5 - 14 选择指定 为B 的4个线。

12. Seeding Method 指定为‘Interval Length’。

13. Interval Length 里输入‘1.5’。

14. 点击预览按钮确认单元的分割个数。

15. 点击。

16.
状态下参考图GTS 基础例题 5 - 14选择指定为C
的线。

17. Seeding Method 转换为‘Linear Grading(Length)’。

18. SLen 处输入‘1’。

网格尺寸控制就是播种的话，那么建议事先对对象形状上指定分割个数。

Along Edge 的快捷键是
F4。

GTS Basic Tutorial 5
19
19. ELen 处输入‘5’。

20. CPara 处输入‘0.1’。

21. 点击预览按钮确认单元的分割个数。

22. 点击。

GTS 基础例题 5 - 14
GTS 基础例题 5 - 15
23. 选择工具条里点击
Displayed 选择全部的线。

24. 主菜单里选择Mesh > Size Control > Display Mesh Seed…。

25. Option 指定为‘Hide Mesh Seed’。

26. 点击。

当将节点的间距按线性变化指定为不均匀网格尺寸时使用Linear Grading 。

关于Linear Grading 的详细说明参照联机帮助。

C
A
A
B A B
B
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
20
K －线面映射网格（Map Mesh k-Edge Area ）
为了在由边界线定义的区域里生成网格，所以使用在内部生成映射网格的k －线面映射网格（Map Mesh k-Edge Area ）功能。

GTS 5 - 16。

Map Mesh k-Edge Area 每次只能针对一个区域生成网格。

Mesh Size 和Attribute ID 一直指定为同样的值。

Map Mesh k-Edge Area 的快捷键是F9。

GTS Basic Tutorial 5
21
GTS 基础例题 6-7
GTS 基础例题 5 – 18
GTS 基础例题 5 – 19
a
b c
d
A B C D E
F
G
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
22 生成三维网格
扩展网格（Extrude Mesh ）
利用生成的四边形二维网格扩展成六面体的实体单元。

首先建立注册生成二维网格的网格组（Mesh Set ）。

1. 视图工具条里选择
Isometric 。

2. 工作目录树里在Mesh > Mesh Set 里点击鼠标右键调出关联菜单。

3. 关联菜单里选择New Mesh Set 。

4.
Name 窗口里删除‘New Mesh Set’后输入‘Stage 1’按回车。

5. 同步骤1到4一样生成名称为‘Stage 2’的网格组。

6. 同步骤1到4一样生成名称为‘Stage 4’的网格组。

扩展二维网格并将其注册到生成的网格组里。

7. 主菜单里选择Mesh > Protrude Mesh > Extrude…。

8. 选择2D -> 3D Tab 。

9. Selection Filter 指定为‘Mesh (M)’。

10.
状态下在工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-
Mesh(2D)’。

11. Extrusion Direction 指定为‘Selection’。

12. 点击。

13. Selection Filter 指定为‘Datum Axis (A)’。

14.
状态下工作目录树里选择Datum > ‘Y-Axis’。

15. 确认指定Uniform 。

16. Offset 处输入‘2’。

17. Number of Times 里输入‘10’。

18. Attribute ID 里输入‘1’。

19. Source Mesh 指定为‘Delete’。

20. Mesh Set 里的Add to ‘Mesh Set’转换为Add to ‘Stage 1’。

21. 确认勾选As Sub-set 。

22. 删除‘ Extrude Mesh’后输入‘Stage 1 - Soil 1’。

象这样即使不删除原网
格，由于使用了 Plot Only Attribute ，所以临时生成的二维单元并不影响分析结果。

但是在此模型中为了清晰的整理网格组删除原网格。

视图工具条里点击
Zo
om All 来查看。

GTS Basic Tutorial 5
23
23. 点击预览按钮确认扩展的效果。

24. 点击。

25. Selection Filter 指定为‘Mesh (M)’。

26.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D)
1’。

27.
点击。

28. Selection Filter 指定为‘Datum Axis (A)’。

29.
状态下工作目录树里选择Datum > ‘Y-Axis’。

30. Attribute ID 里输入‘2’。

31. Mesh Set 里删除‘Stage 1 - Soil 1’后输入‘Stage 1 - Soil 2’。

32. 点击预览按钮确认扩展的效果。

33. 点击。

34. Selection Filter 指定为‘Mesh (M)’。

35.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D)
2’。

36.
同上一阶段一样
里指定为‘Y-Axis’。

37. Mesh Set 里的Add to ‘Stage 1’转换为Add to ‘Stage 2’。

38. Mesh Set 里删除‘Stage 1 - Soil 2’后输入‘Stage 2 - Soil 2’。

39. 点击预览按钮后确认扩展的效果。

40. 点击。

41. Selection Filter 指定为‘Mesh (M)’。

42.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D)
3’。

43.
同上一阶段一样里指定为‘Y-Axis’。

44. Attribute ID 里输入‘3’。

45. Mesh Set 里删除‘Stage 2 - Soil 2’后输入‘Stage 2 - Soil 3’。

46. 点击预览按钮确认扩展的形状。

47. 点击。

48. Selection Filter 指定为‘Mesh (M)’。

49.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D)
4’。

50.
同上一阶段一样
里指定为‘Y-Axis’。

51. Mesh Set 里的Add to ‘Stage 2’转换为Add to ‘Mesh Set’。

52. Mesh Set 里删除‘Stage 2 - Soil 3’后输入‘Stage 3’。

53. 点击预览按钮确认扩展的形状。

54. 点击。

55. Selection Filter 指定为‘Mesh (M)’。

点击Apply 按钮时直接保留原来对话框里的值。

所以我们不再确认与上一阶段重复输入的那些值。

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
24 56.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D) 5’, ‘Map-Mesh(2D) 6’, ‘Map-Mesh(2D) 7’。

57.
和上一阶段相同里指定为‘Y-Axis’。

58.Attribute ID里输入‘4’。

59.Mesh Set里的Add to ‘Mesh Set’转换为Add to ‘Stage 4’。

60.Mesh Set里删除‘Stage 3’后输入‘Stage 4 – Soil 4’。

61.点击预览按钮确认扩展的形状。

62.点击。

63.Selection Filter指定为‘Mesh (M)’。

64.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D) 8’。

65.
与上一阶段相同里指定为‘Y-Axis’。

66.Attribute ID里输入‘3’。

67.Mesh Set里删除‘Stage 4 – Soil 4’后输入‘Stage 4 – Soil 3’。

68.点击预览按钮确认扩展的形状。

69.点击。

70.Selection Filter指定为‘Mesh (M)’。

71.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D) 9’。

72.
与上一阶段相同里指定为‘Y-Axis’。

73.Attribute ID里输入‘2’。

74.Mesh Set里删除‘Stage 4 – Soil 3’后输入‘Stage 4 – Soil 2’。

75.点击预览按钮去人扩展的形状。

76.点击。

77.Selection Filter指定为‘Mesh (M)’。

78.
状态下工作目录树里选择Mesh Set > ‘Map-Mesh(2D) 10’。

79.
与上一阶段相同里指定为‘Y-Axis’。

80.Attribute ID里输入‘1’。

81.Mesh Set里删除‘Stage 4 – Soil 2’后输入‘Stage 4 – Soil 1’。

82.点击预览按钮确认扩展的形状。

83.
点击。

GTS Basic Tutorial 5
25
GTS 基础例题 5 – 20
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
26 分析
节点水头（Nodal Head ）
指定水头边界条件。

1. 视图工具条里选择
Front 。

2. 主菜单里选择Model > Boundary > Nodal Head…。

3.
BC Set 里输入‘Total Head’。

4. Object 的Type 指定为‘Node’。

5. 确认选择工具条里Selection Filter 指定为‘Node(N)’。

6.
状态下参考图GTS 基础例题 5 – 21象A 一样拖动
模型窗口选择220个节点。

7. 确认Mode 指定为‘Add/Replace’。

8. Nodal Head 里V alue 处输入‘22’。

9. 确认Type 指定为‘Total’。

10. 点击。

11. BC Set 里输入‘Total Head 1’。

12. 确认Object 的Type 指定为‘Node’。

13. 选择工具条里Selection Filter 指定为‘Node(N)’。

14.
状态下参考图GTS 基础例题 5 – 21象B 一样拖动
选择110个节点。

15.
确认Mode 指定为‘Add/Replace’。

16. Nodal Head 里V alue 处输入‘1’。

17. 确认Type 指定为‘Total’。

18. 勾选Function 。

19. 点击Function 右侧的。

20. Seepage Boundary Functions 对话框里点击。

模型的右侧边界使用了水位22m 的Steady State Total Head 边界条件。

在第一个阶段施工结束后生成的边界面里使用水位从22m 到18m 变化的边界条件。

由于生成的网格大小为 1
m,所以如果从模型的下面边界开始向上，选择到22号节点，那么可以准确的应用Total Head 边界条件。

需选中’Mesh Set Stage
1’和‘Mesh Set Stage
2‘之间的左右节点。

GTS Basic Tutorial 5
27
GTS 基础例题 5 – 21
为了模拟随着时间的变化水头也发生变化的过程生成渗透边界函数（Seepage Boundary Functions ）。

21. Add/Modify Seepage Boundary Functions 对话框里Name 处输入‘Func. Stage 1’。

22. Time 的第一行输入‘0’后按回车。

23. Value 的第一行输入‘22’后按回车。

24. Time 的第二行输入‘7’后按回车。

25. Value 的第二行输入‘18’后按回车。

26. Time 的第三行输入‘30’后按回车。

27.
Value 的第三行输入‘18’后按回车。

28. 点击。

B
C
D
参考图GTS Basic Tutorial 5 – 22。

预先生成以后要使用的
Seepage Boundary Fun ction 。

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
28 29. Name 里输入‘Func. Stage 2’。

30. Value 的第一行输入‘18’后按回车。

31. Value 的第二行输入‘14’后按回车。

32. Value 的第三行输入‘14’后按回车。

33. 点击。

34. Name 里输入‘Func. Stage 3’。

35. Value 的第一行输入‘14’后按回车。

36. Value 的第二行输入‘10’后按回车。

37. Value 的第三行输入‘10’后按回车。

38. 点击。

GTS 基础例题 5 – 22
参考图 GTS Basic Tutorial 5 – 22。

参考图GTS Basic Tutorial 5 – 22。

GTS Basic Tutorial 5
29
GTS 基础例题 5 – 23
GTS 基础例题 5 – 24
39. Add/Modify Seepage Boundary Functions 对话框里点击。

40. Seepage Boundary Functions
对话框里点击。

41. Nodal Head Boundary 对话框里Nodal Head 的Function 处输入‘Func. Stage 1’。

42. 点击。

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
30 43.BC Set处输入‘Total Head 2’。

44.确认Object的Type指定为‘Node’。

45.选择工具条里Selection Filter指定为‘Node(N)’。

46.状态下参考图GTS 基础例题 5 – 21象C一样拖动
选择110个节点。

47.确认Mode指定为‘Add/Replace’。

48.确认Nodal Head里Value处输入‘1’。

49.确认Type指定为‘Total’。

50.确认Function指定为‘Func. Stage 2’。

51.
点击。

52.BC Set里输入‘Total Head 3’。

53.确认Object的Type指定为‘Node’。

54.确认选择工具条里Selection Filter指定为‘Node(N)’。

55.状态下参考图GTS 基础例题5 – 21象D一样拖动
选择110个节点。

56.确认Mode指定为‘Add/Replace’。

57.确认Nodal Head里Value处输入‘1’。

58.确认Type指定为‘Total’。

59.Function里指定为‘Func. Stage 3’。

60.
点击。

61.BC Set里输入‘Total Head 4’。

62.Object的Type指定为‘Node’。

63.选择工具条里Selection Filter指定为‘Node(N)’。

64.状态下参考图GTS 基础例题 5 – 21象D一样拖动
选择110个节点。

65.确认Mode指定为‘Add/Replace’。

66.Nodal Head里V alue处输入‘10’。

67.确认Type指定为‘Total’。

68.取消勾选Function。

69.点击。

需选择Mesh Set Stage 2和Mesh Set Stage 3之间
的所有的节点。

需选择Mesh Set Stage 3 和Mesh Set Stage 4之间
的所有节点。

选择与步骤54里选择的节点相同的节点。

GTS Basic Tutorial 5
31
定义施工阶段（Define Construction Stage ）
定义施工阶段。

首先定义第一个施工阶段。

1. 视图工具条里选择 Isometric 。

2. 主菜单里选择Model > Construction Stage > Define Construction Stage…。

3. 点击。

4. Stage Name 里输入‘Seepage Stage 1’。

5. Stage Type 指定为‘Seepage (Steady State)’。

6. Set Data 的Element 里选择除‘Default Mesh Set’ , ‘Stage 1’ , ‘Stage 2’ , ‘Stage 4’以
外的剩余的9个Mesh Set 拖动到Activated Data 。

7. 选择Set Data 的Boundary > ‘Total Head’后拖动到Activated Data 。

8. Show Element 指定为‘Activated’。

9. 点击。

GTS 基础例题 5 – 25
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
32 定义第二个施工阶段。

10.点击。

11.Stage Name处输入‘Seepage Stage 2’。

12.Stage Type指定为‘Seepage (Transient)’。

13.在Set Data的Element里选择‘Stage 1 – Soil 1’ , ‘Stage 1 – Soil 2’后拖动到
Deactivated Data。

14.选择Set Data的Boundary > ‘Total Head 1’后拖动到Activated Data。

15.点击。

GTS 基础例题5 – 26
为了模拟施工后水面高度随着时间的变化定义时间步骤（Time Step）。

16.Time Step对话框里Step Generation指定为‘User’。

17.Time(Day)里输入‘7, 20, 30’。

18.勾选Step Generation的Save Result。

GTS Basic Tutorial 5
33
19.
点击
生成时间步骤。

20. Time Step
对话框里点击。

21. Define Construction Stage
对话框里点击。

定义第三个施工阶段。

22. 点击。

23. Stage Name 里输入‘Seepage Stage 3’。

24. Stage Type 指定为‘Seepage (Transient)’。

25. 在Set Data 的Element 里选择‘Stage 2 – Soil 2’ , ‘Stage 2 – Soil 3’后拖动到
Deactivated Data 。

26. 选择Set Data 的Boundary > ‘Total Head 2’后拖动到Activated Data 。

27. 点击。

GTS 基础例题 5 – 27
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
34 为了模拟施工后水面高度随着时间的变化定义时间步骤（Time Step）。

28.Step Generation指定为‘User’。

29.Time(Day)里输入‘7, 20, 30’。

30.勾选Step Generation的Save Result。

31.点击生成Time Step。

32.Time Step对话框里点击。

33.Define Construction Stage对话框里点击。

定义第四个施工阶段。

34.点击。

35.Stage Name里输入‘Seepage Stage 4’。

36.Stage Type指定为‘Seepage (Transient)’。

37.在Set Data的Element里选择‘Stage 3’后拖动到Deactivated Data。

38.选择Set Data的Boundary > ‘Total Head 3’后拖动到Activated Data。

39.点击。

GTS Basic Tutorial 5
35
GTS 基础例题 5 – 28
为了模拟施工后随着时间水面高度的变化定义时间步骤（Time Step ）。

40. Step Generation 指定为‘User’。

41. Time(Day)里输入‘7, 20, 30, 50, 100,200, 500’。

42. 勾选Step Generation 的Save Result 。

43. 点击
生成Time Step 。

44. Time Step 对话框里点击。

45. Define Construction Stage 对话框里点击。

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
36 最后定义第五个施工阶段。

在最后一个阶段里会一直分析到施工结束后的正常状态，然后与前一阶段比较结果。

46.点击。

47.Stage Name里输入‘Seepage Stage 5’。

48.Stage Type指定为‘Seepage(Steady State)’。

49.选择Set Data的Boundary > ‘Total Head 4’后拖动到Activated Data。

50.选择Set Data的Boundary > ‘Total Head 3’后拖动到Deactivated Data。

51.点击。

52.点击。

GTS 基础例题5 – 29
GTS Basic Tutorial 5
37
分析工况（Analysis Case ）
为进行分析生成分析工况。

1. 主菜单里选择Analysis > Analysis Case…。

2. Analysis Case 对话框里点击。

3. Add/Modify Analysis Case 对话框里Name 处输入‘BT5’。

4. Analysis Type 指定为‘Construction Stage’。

5. 点击Analysis Control 旁边的。

利用分析控制功能进行施工阶段分析的细部设定。

6. Analysis Control 对话框里选择Seepage Tab 。

7. Tolerance 里输入‘0.01’。

8. 点击。

9. Add/Modify Analysis Case 对话框里点击。

10. Analysis Case 对话框里点击。

GTS 基础例题 5 - 30
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
38 分析（Solve）
运行分析。

1.
主菜单里选择Analysis > Solve…。

在Output窗口将显示分析过程中的各种信息。

若产生Warning 等警告信息，有可能导致分析结果的不正常，需要特别留意。

分析信息文件的扩展名为*.OUT* ，形式为文本文件；分析结果文件的扩展名为*.TA* ，形式为二进制文件。

所有文件都将被保存在与模型文件相同的文件夹内。

GTS 基础例题5 - 31
GTS Basic Tutorial 5
39
查看分析结果
正常分析结束后会进入后处理阶段。

查看最后施工阶段的全水头（Total Head ）, 孔隙压力（Pore Pressure ）, 速度向量（Velocity Vector ）和各步的地下水水位。

1. 选择工作目录树的Boundary 。

2. 点击鼠标右键调出关联菜单。

3. 选择Hide All 。

4. 选择工作目录树的Geometry 。

5. 点击鼠标右键调出关联菜单。

6. 选择Hide All 。

7. 在不进行任何选择的状态下在模型窗口里点击鼠标右键调出关联菜单。

8. 选择Turn off All Triads 。

9. 在不进行任何选择的状态下在模型窗口里点击鼠标右键调出关联菜单。

10. 选择Toggle Grid 。

为不在画面上显示荷载边
界条件将其隐藏起来。

三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
40 总水头（Total Head）
查看最后施工阶段的总水头（Total Head）。

1.视图工具条里点击Isometric。

2.动态视图工具条里选择Rotate。

3.为了查看分析结果适当的旋转模型。

4.工作目录树里选择Post-Works Tab。

5.工作目录树里双击CS:BT5 > Seepage Stage 5-Step001 > Node Seepage > Total
Head。

6.Property Window里选择‘Contour’ 。

7.Property Window里点击Contour Line 指定为灰色。

8.Property Window里Contour Line On/Off指定为‘True’。

9.Property Window里Band Number处输入‘24’。

10.Property Window
里点击。

11.Tabbed Toolbar里选择Post Command Tab。

12.Post Command Toolbar 里Edge Type指定为‘Feature Edge’。

13.Property Window里指定为‘MISC.’。

14.Property Window里Feature Edge Color 指定为黑色。

15.Property Window里Feature Edge Thick.处输入‘1’。

16.Property Window
里点击。

前处理工作目录树里选择视点（View Point）后若点击鼠标右键选择保存当前视点（Save Current
View Point），可以保存使用的视点。

保存视点时会注册到工作目录树的视点（View Point）里，那么双击时会应用到画面上。

GTS Basic Tutorial 5
GTS 基础例题5 - 32
41
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
42 孔隙压力（Pore Pressure）
查看最后施工阶段的孔隙压力（Pore Pressure）。

1.工作目录树里双击CS:BT5 > Seepage Stage 5-Step001 > Node Seepage > Pore
Pressure。

2.Property Window里选择‘Contour’。

3.Property Window里Contour Line On/Off指定为‘False’。

4.Property Window里Band Number处输入‘16’。

5.Property Window里点击。

GTS 基础例题5 - 33
GTS Basic Tutorial 5
43
可以利用等值线面（Iso Surface ）可以一次性查看若干步的孔隙压力。

6. 主菜单里选择Result > Multi Step Iso Surface…。

7. Data 指定为‘Pore Pressure’。

8. Set : Data 里勾选‘Seepage Stage 2 – Step003(30) : Pore Pressure’, ‘Seepage Stage 3
– Step003(30) : Pore Pressure’, ‘Seepage Stage 5 – Step001 : Pore Pressure’。

9. Iso Value 指定为‘0’。

10. 点击。

11. 点击。

GTS 基础例题 5 - 34
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
44 速度等值线（Velocity Contour (Vector Plot)）
查看最后施工阶段的速度。

1.工作目录树里双击CS:BT5 > Seepage Stage 5-Step001 > Soild Seepage > LO-Solid
VXYZ(V)。

2.Tabbed Toolbar里选择Post Data Tab。

3.Post Data Toolbar里点击Plot Type。

4.选择Vector Plot勾选。

5.Post Data Toolbar里点击Plot Type。

6.选择Contour Plot取消勾选。

7.点击Post Data Toolbar右侧端部的。

8.视图工具条里点击Front。

9.Property Window指定为‘Vector’。

10.Property Window里Vector Type指定为‘Contour’。

11.Property Window里点击。

GTS 基础例题5 - 35。