平面渗流应力耦合

1、MIDAS IT Co., Ltd.13m5m4m第一次开挖：第一次开挖：1m，第二次开挖：，第二次开挖：1.5m，第三次开，第三次开挖：挖：1.5m，第四次开挖：，第四次开挖：2m第一道内撑：0.5m，第二道内撑：2m，第三道内撑：3.5m,支护桩桩长10m，直径0.8m15m10m15mMIDAS IT Co., Ltd.23生成土层属性生成土层属性模型模型 特性特性 属性属性4输入材料参数输入材料参数 剩下的三个土层的模型类型同样为摩尔剩下的三个土层的模型类型同样为摩尔- -库伦模型，用同样方库伦模型，用同样方式生成属性及其输入材料参数。具体参数见式生成属性及其输入材料参数。具体参数见P

2、4P4页表中所示。页表中所示。 在主菜单中依次选择在主菜单中依次选择 模型模型 特特性性 属性属性. 添加添加 中选择中选择 平面平面. ID 1, 名称中输入名称中输入 “回填土回填土”. 确认单元类型为确认单元类型为“平面应变平面应变”. 添加添加 岩土材料岩土材料http:/gts.midasit.co.kr ID 1, 名称名称 中输入中输入“回填土回填土”. 模型类型设定为莫尔模型类型设定为莫尔-库伦库伦. 勾选抗拉强度并输入勾选抗拉强度并输入0.具体的参数见图所示。具体的参数见图所示。 点击点击 确认确认. 材料参数输入完成后在材料参数输入完成后在 添加添加 / 修改修改平面属性平

3、面属性 窗口窗口 点击点击 适用适用.MIDAS IT Co., Ltd.3http:/www.MidasU属性属性名称名称单元类型 弹模（MPa）泊松比容重（kN/m3）渗流系数（m/day）粘聚力（kN/m2）内摩擦角（）回填土回填土平面应变80.35180.11025风化土风化土平面应变280.33191230风化岩风化岩平面应变3000.3200.045035止水帷幕止水帷幕平面应变200.3221e-6内撑内撑梁2100000.1879桩桩梁220000.225模型材料参数表MIDAS IT Co., Ltd.45生成结构单元属性生成结构单元属性模型模型 特性特性 属性属性6输入材料

4、参数输入材料参数http:/gts.midasit.co.kr 在主菜单中依次选择在主菜单中依次选择 模型模型 特特性性 属性属性. 添加添加 中选择直线中选择直线.名称中输入名称中输入 “内撑内撑”. 确认单元类型为确认单元类型为“梁梁”. 添加结构材料添加结构材料名称名称 中输入中输入“钢钢”. 具体的参数见图所示。具体的参数见图所示。 点击点击 确认确认. 材料参数输入完成后在材料参数输入完成后在 添加添加 / 修改修改平面属性平面属性 窗口窗口 点击点击 适用适用.MIDAS IT Co., Ltd.57生成结构单元截面特性生成结构单元截面特性接下来定义内撑单元的截面特性接下来定义内撑

5、单元的截面特性8设定截面参数设定截面参数 剩下的支护桩体属性用同样方式定义。其材料参数见剩下的支护桩体属性用同样方式定义。其材料参数见P4P4表中所表中所示，桩体截面为直径示，桩体截面为直径800mm800mm。http:/gts.midasit.co.kr 点击点击“内撑内撑”属性属性特性特性名称中输入名称中输入 “内撑内撑”. 确认单元类型为确认单元类型为“梁梁”. 勾选勾选“截面库截面库”选择截面类型为选择截面类型为“H形形”. 具体的参数见图所示。具体的参数见图所示。 点击点击 确认确认. 确认之后，确认之后，GTS会自动计算相关会自动计算相关的特性参数。的特性参数。MIDAS IT

6、Co., Ltd.69属性生成确认属性生成确认 确认属性生成后点击关闭。确认属性生成后点击关闭。10交叉分割交叉分割几何几何 曲线曲线 交叉分割交叉分割 在主菜单中依次选择在主菜单中依次选择 几何几何 曲线曲线 交叉分割交叉分割 点击点击 显示全部（显示全部（Ctrl+A）选择所有的）选择所有的 线。线。 点击交叉分割窗口的点击交叉分割窗口的适用适用实行交叉分割命令。实行交叉分割命令。 为了顺利生成网格，所有线在交叉点处要分为了顺利生成网格，所有线在交叉点处要分离开来。交叉分割就是实现这样过程的一种方法离开来。交叉分割就是实现这样过程的一种方法。http:/gts.midasit.co.krM

7、IDAS IT Co., Ltd.711自动划分平面网格自动划分平面网格 在主菜单依次选择网格在主菜单依次选择网格 自动网格划分自动网格划分 平平面面 (F7) .如图所示选择回填土的边线如图所示选择回填土的边线. 类型选择为类型选择为 四边形四边形. 网格尺寸按单元尺寸方式定义为网格尺寸按单元尺寸方式定义为 0.5. 属性选择为属性选择为 回填土回填土. 网格组输入为网格组输入为 回填土回填土. 确认独立注册各面网格不勾选确认独立注册各面网格不勾选.确认合并节点勾选确认合并节点勾选 点击点击 预览确认网格尺寸预览确认网格尺寸. 点击点击 适用适用 生成网格生成网格.风化土及风化岩也用同样方式

8、生成网格（注风化土及风化岩也用同样方式生成网格（注意赋予不同的材料属性）意赋予不同的材料属性）.网格网格 自动网格划分自动网格划分 平面平面http:/gts.midasit.co.kr12地层网格生成确认地层网格生成确认http:/gts.midasit.co.kr回填土风化土风化岩MIDAS IT Co., Ltd.913生成开挖体网格生成开挖体网格14添加开挖体所属单元添加开挖体所属单元http:/gts.midasit.co.kr 在树形的模型菜单中右击网格在树形的模型菜单中右击网格组组在出现的快捷菜单中选择在出现的快捷菜单中选择“新新网格组网格组” 指定新网格组名称为指定新网格组名称

9、为“开挖开挖1”用同样的方式生成新网格组用同样的方式生成新网格组“开挖开挖2”、 “开挖开挖3”、 “开开挖挖4”右击网格组右击网格组“开挖开挖1”. 选择网格组选择网格组-包括包括/排除网格组项排除网格组项选择如上图所示的单元，点击选择如上图所示的单元，点击“适适用用”用同样的方式将单元添加至用同样的方式将单元添加至“开挖开挖2”、 “开挖开挖3”、 “开挖开挖4。15开挖体网格生成确认开挖体网格生成确认http:/gts.midasit.co.kr开挖一开挖二开挖四开挖三止水帷幕MIDAS IT Co., Ltd.1116生成支护单元网格生成支护单元网格网格网格 建立网格建立网格 扩展扩展

10、http:/gts.midasit.co.kr在表单中选择节点在表单中选择节点 1D.选择支护桩顶位置处的节点选择支护桩顶位置处的节点 选择扩展方向为竖向选择扩展方向为竖向距离指定为距离指定为“等间距等间距”，尺寸，尺寸0.5m，次数为次数为20次次属性处选择为桩属性处选择为桩点击点击 适用适用.用同样的方式生成右侧的支护桩及用同样的方式生成右侧的支护桩及内撑内撑1、内撑、内撑2、内撑、内撑3单元。（内撑单元。（内撑单元扩展方向为水平向，扩展尺寸同单元扩展方向为水平向，扩展尺寸同样为样为0.5*20）17支护结构网格生成确认支护结构网格生成确认http:/gts.midasit.co.krMI

11、DAS IT Co., Ltd.1318自重自重 在主菜单中依次选择在主菜单中依次选择 模型模型 荷载荷载 自重自重 在荷载组名称中输入在荷载组名称中输入“自重自重”. 自重系数中的自重系数中的Z输为输为“-1”. 点击确认点击确认.模型模型 荷载荷载 自重自重19边界条件边界条件模型模型 边界条件边界条件 地面支承地面支承 在主菜单中依次选择在主菜单中依次选择 模型模型 边界条边界条件件 地面支承地面支承 在边界组名称中输入在边界组名称中输入“地基边界地基边界”. 点击点击 显示全部显示全部 (Ctrl+A) 选择所有选择所有的网格的网格. 点击确认点击确认. 地面支承是地面支承是V200及

12、后续版本中增及后续版本中增加的一个功能，这个功能可以自动地加的一个功能，这个功能可以自动地设定基本边界条件设定基本边界条件.http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.1420支护桩外侧水压支护桩外侧水压 在主菜单中依次选择在主菜单中依次选择 模型模型 荷载荷载 连续梁单元荷载连续梁单元荷载 在荷载组名称中输入在荷载组名称中输入“外侧水压外侧水压”. 选择单元类型指定为选择单元类型指定为“选中的单元选中的单元”选中右侧桩的上下选中右侧桩的上下2节点，并选中右侧桩所有的梁单元节点，并选中右侧桩所有的梁单元方向指定为整体方向指定为整体X，参数设置如图所示。点击

13、适用。，参数设置如图所示。点击适用。同样方式设定左侧支护桩水压（同样方式设定左侧支护桩水压（w2数值为数值为100KN/m）。）。模型模型 荷载荷载 连续梁单元荷载连续梁单元荷载21支护桩内侧水压支护桩内侧水压 同样的方法来定义荷载组同样的方法来定义荷载组“内侧水内侧水压压1”（下部水压为（下部水压为85KN/m）、）、 “内内侧水压侧水压2”（下部水压为（下部水压为70KN/m） “内侧水压内侧水压3”（下部水压为（下部水压为55KN/m） “内侧水压内侧水压4”（下部水压为（下部水压为35KN/m）最终得到的水压荷载如下图所示。最终得到的水压荷载如下图所示。http:/gts.midasi

14、t.co.krMIDAS IT Co., Ltd.1522初始水头边界初始水头边界23开挖面水头边界开挖面水头边界模型模型 边界边界 非固结边界条件非固结边界条件 在主菜单中依次选择在主菜单中依次选择 模型模型 边界边界 节点水头节点水头. 在边界组名称中输入在边界组名称中输入“初始水头初始水头”. 选择模型左右两侧的两排节点选择模型左右两侧的两排节点.指定节点水头类型为指定节点水头类型为“总水头总水头”，数值处输入，数值处输入12m。 点击确认点击确认.用同样的方法生成开挖面水头边界用同样的方法生成开挖面水头边界“水头水头1”（总水头（总水头10.5m）、）、 “水头水头2” （总水头（总水

15、头9m） 、“水头水头3” （总水头（总水头7.5m） 、 “水头水头4” （总水头（总水头5.5m） ，对应的节点及水头值如右上图，对应的节点及水头值如右上图所示。所示。模型模型 边界边界 节点水头节点水头http:/gts.midasit.co.kr24荷载及边界条件确认荷载及边界条件确认http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.1725生成施工阶段生成施工阶段1 在主菜单中依次选择模型在主菜单中依次选择模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段 阶段名称中输入初始渗流阶段名称中输入初始渗流 阶段类型选择为阶段类型选择为 渗流（稳态）渗流（稳态

16、）. 把左图所示的网格组数据以及初始水头把左图所示的网格组数据以及初始水头边界拖进激活数据中边界拖进激活数据中.点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段 进行初始渗流稳态分析是为了得到地进行初始渗流稳态分析是为了得到地基的初始孔隙水压分布（本例中设定的地基的初始孔隙水压分布（本例中设定的地下水位线位于地表处）下水位线位于地表处）http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.1826生成施工阶段生成施工阶段2阶段名称中输入初始位移阶段名称中输入初始位移 阶段类型选择为阶段类型选择为

17、 施工施工. 把地基边界及自重拖入激活数据中把地基边界及自重拖入激活数据中 勾选勾选“位移清零位移清零”点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段 勾选位移清零是为了既得到地基的初勾选位移清零是为了既得到地基的初始地应力场，又将其在自重作用下的变形始地应力场，又将其在自重作用下的变形清除掉。因为地基在基坑开挖前其变形已清除掉。因为地基在基坑开挖前其变形已经稳定。经稳定。http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.1927生成施工阶段生成施工阶段3阶段名称中输入阶段名称中输入“打入

18、桩打入桩” 阶段类型选择为阶段类型选择为 施工施工. 把网格把网格“桩桩”拖入激活数据中拖入激活数据中 勾选勾选“位移清零位移清零”点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段 由于支护桩施工一般是在基坑开挖之由于支护桩施工一般是在基坑开挖之前进行，其施工期间的变形一般不计入基前进行，其施工期间的变形一般不计入基坑开挖引起的变形中，因此勾选位移清零。坑开挖引起的变形中，因此勾选位移清零。http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.2028生成施工阶段生成施工阶段4阶段名称中输入阶段

19、名称中输入“抽水抽水1” 阶段类型选择为阶段类型选择为 渗流（稳态）渗流（稳态） 把边界把边界“水头水头1”拖入激活数据中拖入激活数据中点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.2129生成施工阶段生成施工阶段5阶段名称中输入阶段名称中输入“抽水抽水1变形变形” 阶段类型选择为阶段类型选择为 施工施工.点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段 本施工步中仅是

20、把阶段类型修改为本施工步中仅是把阶段类型修改为“施工施工”，而无其他网格及边界、荷载的，而无其他网格及边界、荷载的激活或钝化。激活或钝化。GTS内部会将前一阶段得到内部会将前一阶段得到的孔隙水压场计入本施工步，从而得到第的孔隙水压场计入本施工步，从而得到第一步开挖之前的基坑降水（水头一步开挖之前的基坑降水（水头1）引进）引进的变形。的变形。http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.2230生成施工阶段生成施工阶段6阶段名称中输入阶段名称中输入“开挖开挖1” 阶段类型选择为阶段类型选择为 施工施工.将荷载组将荷载组“外侧水压外侧水压”及及“内水压内水压1”

21、激激活活将网格组将网格组“开挖开挖1”钝化钝化点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.2331生成施工阶段生成施工阶段7阶段名称中输入阶段名称中输入“抽水抽水2” 阶段类型选择为阶段类型选择为 渗流（稳态）渗流（稳态） 把边界把边界“水头水头2”拖入激活数据中，并拖入激活数据中，并 把边界把边界“水头水头1”拖入钝化数据中拖入钝化数据中点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义

22、施工阶段定义施工阶段http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.2432生成施工阶段生成施工阶段8阶段名称中输入阶段名称中输入“抽水抽水2变形变形” 阶段类型选择为阶段类型选择为 施工施工.点击点击 保存保存.再点击阶段号右侧的再点击阶段号右侧的“新建新建”模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段http:/gts.midasit.co.krMIDAS IT Co., Ltd.2533生成施工阶段生成施工阶段916阶段名称中输入阶段名称中输入“开挖开挖2” 阶段类型选择为阶段类型选择为 施工施工.将网格组将网格组“内撑内撑1”激活，同时钝化激活，同时钝化“开开挖挖2”将荷载组将荷载组“内水压内水压2”激活，同时钝化激活，同时钝化“内水压内水压1”点击点击 保存保存.模型模型 施工阶段施工阶段 定义施工阶段定义施工阶段http:/gts.midasit.co.kr按照以上定义施工阶段的过程，分别定按照以上定义施工阶段的过程，分别定义义“抽水抽水3”、 “抽水抽水3变形变形”、 “开挖开挖3”、 “抽水抽水4”、 “抽水抽水4变形变形”、 “开挖开挖4”等其余等其余6个施工阶段的定义