BT12-隧道施工阶段固结分析

1基础例题12隧道施工阶段固结分析GTS基础例题12GTS基础例题12.-隧道施工阶段固结分析运行GTS1概要2生成分析数据5属性/5建立二维几何模型10矩形,直线,圆弧/9交叉分割/12生成二维网格13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20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30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/352GTS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.运行GTS。2.点击文件新建打开新项目。3.弹出项目设定对话框。4.项目名称里输入‘基础例题12’。5.模型类型指定为‘2D’。6.分析约束指定为‘X-Z平面’。7.单位系统里的内力,长度,时间指定为‘kN’,‘m’,‘day’。8.其他的直接使用程序的默认值。9.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。由于需要定义施工阶段所以对于隧道部分的网格将其安装网格来生成。模型的几何形状如下所示。GTS基础例题12-1GTS基础例题12-22GTS基础例题12网格组的名称如下所示。隧道衬砌地基GTS基础例题12-3各网格组的材料和特性如下。网格组名称属性名称(ID)材料名称(ID)地基地基(1)地基(1)衬砌衬砌(2)衬砌(2)GTS基础例题12-Table1地基的特性如下所示。号1名称地基类型弹性弹性模量(E)[kN/m2]80000泊松比(u)0.3容重(Y)[kN/m3]19.6容重(饱和)[kN/m3]19.6粘聚力(C)[kN/m2]3.0摩擦角()35ko0.45φGTS基础例题12-Table23GTS基础例题12衬砌的结构特性(结构)如下所示。[E,Y:kN/m2]材料ID名称弹性模量(E)泊松比(ν)重量密度(Y)2衬砌200000000.224.517GTS基础例题12-Table34GTS基础例题12生成分析数据属性生成属性。1.主菜单里选择模型特性属性…。2.点击属性对话框里右侧的。3.选择‘平面’。”4.添加/修改平面属性对话框里确认号指定为‘1’。5.名称处输入‘地基’。6.单元类型确认指定为‘平面应变’。7.为生成材料点击材料右侧的。””二维模型里利用平面单元来建立地基模型。”点击添加按钮可以生成所指定的单元类型可以使用的材料。1号属性是平面类型所以具备岩土特性。平面类型不需要截面信息只生成材料即可。8.添加/修改岩土材料对话框里本构模型的模型类型指定为‘弹性’。9.号指定为‘1’。10.名称处输入‘地基’。11.点击颜色的按钮指定为适当的颜色。12.材料参数的弹性模量(E)处输入‘80000’。13.材料参数的泊松比(u)处输入‘0.3’。14.材料参数的容重(Y)处输入‘19.6’。15.材料参数的容重(饱和)处输入‘19.6’。16.材料参数的粘聚力C)处输入‘3.0’。17.材料参数的摩擦角()处输入‘35’。φ18.材料参数的初始应力参数中值输入‘0.45’。K19.材料参数的热膨胀系数kx,ky,kz处输入‘0.000864’。20.点击。05GTS基础例题12GTS基础例题12-421.添加/修改岩土属性对话框的材料指定为‘地基’。22.点击。二维模型里衬砌用梁单元来模拟。梁单元类型的属性需指定材料和梁的截面信息。先定义梁单元的材料。23.属性对话框里点击右侧的。24.选择‘直线’。25.添加/修改线属性对话框里号指定为‘2’。26.名称处输入‘衬砌’。6GTS基础例题1227.单元类型指定为‘梁’。28.为生成材料点击材料右侧的。衬砌使用结构类型的材料。29.添加/修改结构材料对话框里号指定为‘2’。30.名称处输入‘衬砌’。31.点击颜色的按钮指定适当的颜色。32.弹性模量(E)处输入‘20000000’。33.泊松比(u)处输入‘0.2’。34.重量密度(Y)处输入‘24.516625’。35.点击。GTS基础例题12–5定义衬砌的截面特性。36.为生成特性点击特性右侧的。37.添加/修改特性对话框里号指定为‘1’。38.名称处输入‘衬砌’。39.点击颜色右侧的按钮指定适当的颜色。40.类型指定为‘梁’。41.勾选对话框下端的截面库。42.点击。7GTS基础例题12GTS基础例题12-643.截面库对话框里确认指定为‘方形’。44.H输入‘0.3’。45.B输入‘1’。46.偏移指定为‘中-中’。47.截面库对话框里点击。GTS基础例题12-78GTS基础例题1248.添加/修改特性对话框里确认生成了特性。49.添加/修改特性对话框里点击。50.添加/修改线属性对话框里点击。GTS基础例题12–89GTS基础例题12建立二维几何模型矩形,直线,圆弧利用矩形、直线、圆弧来建立模型。先利用矩形生成地基部分。1.主菜单里选择几何曲线在工作平面上建立二维矩形(线组)…。2.确认生成矩形的方法指定为。”3.方法指定为‘坐标x,y’。4.矩形对话框里确认显示为输入一个角点。5.确认未勾选生成面。6.位置处输入‘0,0’后按回车。7.方法指定为‘相对距离dx,dy’。8.矩形对话框里确认显示为输入对角点。9.位置处输入‘200,50’后按回车。10.点击。11.视图工具条例点击缩放全部。为了生成质量较好的映射网格(结构网格)建立直线。12.主菜单里选择几何曲线在工作平面上建立二维直线…。13.线对话框里确认显示为输入开始位置。14.方法指定为‘坐标x,y’。15.位置处输入‘0,25’后按回车。16.线对话框里确认显示为输入结束位置。17.方法指定为‘相对距离dx,dy’。18.位置处输入‘200,0’后按回车。19.利用与14到18步骤同样的方法建立从‘0,35’到‘200,0’的直线。20.利用与14到18步骤同样的方法建立从‘5,0’到‘0,50’的直线。21.点击。”通过输入对角顶点坐标来建立矩形的方法。详细内容可参考联机帮助。10GTS基础例题12GTS基础例题12-9L利用圆弧建立隧道的形状。22.主菜单里选择几何曲线在工作平面上建立二维圆弧…。23.确认生成矩形的方法指定为。”24.方法指定为‘坐标x,y’。25.矩形对话框里确认显示为输入中心位置。26.位置处输入‘0,30’后按回车。27.方法指定为‘坐标x,y’。28.矩形对话框里确认显示为输入开始位置。29.位置处输入‘0,28’后按回车。30.方法指定为‘坐标x,y’。31.矩形对话框里确认输入结束位置。32.位置处输入‘0,32’后按回车。33.点击。GTS基础例题12-1011GTS基础例题12交叉分割所有的线在交叉点处彼此分割才能正常的生成网格。所以使用交叉分割功能。1.动态视图工具条里通过点击缩放全部在模型窗口显示所有的线。2.主菜单里选择几何曲线交叉分割…。3.选择工具条里点击已显示选择所有的线。4.点击。5.点击关闭交叉分割对话框。12GTS基础例题12生成二维网格网格尺寸控制在隧道开挖的部分为了得到精确的分析结果需要生成相对精密的网格。因此事先指定网格分割数量。””网格尺寸控制可以说是播种信息，就是事先指定对象形状的单元大小或分割数量。1.主菜单里选择网格网格尺寸控制线…。2.状态下参考图GTS基础例题12–11选择回填土的EdgeA,B。3.播种方法指定为‘分割数量’。4.分割数量处输入‘3’。5.点击预览按钮确认单元的分割数量。6.点击。7.状态下参考图GTS基础例题12–11选择回填土的EdgeC,D。8.播种方法指定为‘分割数量’。9.分割数量处输入‘6’。10.点击预览按钮确认单元的分割数量。11.点击。12.状态下参考土GTS基础例题12–11选择回填土的EdgeE。13.播种方法指定为‘分割数量’。14.分割数量处输入‘10’。15.点击预览按钮确认单元的分割数量。16.点击。17.状态下参考图GTS基础例题12–11选择回填土的EdgeF。18.播种方法指定为‘线性梯度(长度)’。19.SLen处输入’2.5’。20.SLen处输入’8’。21.点击预览按钮确认单元的分割数量。22.点击。13GTS基础例题12BDCFAEGTS基础例题12-11利用网格网格尺寸控制显隐网格播种信息功能可以查看对象形状上的播种信息。23.选择工具条里点击已显示选择全部的线。24.点击鼠标右键调出关联菜单。25.选择显示网格种子。”26.指定显示网格种子。27.点击后查看是否像GTS基础例题12–12一样指定了播种信息。28.选择工具条里点击已显示选择全部的线。29.主菜单里选择网格网格尺寸控制显隐网格播种信息…。30.选择隐藏网格种子。31.点击。”也可以在主菜单里选择网格网格尺寸控制显隐网格播种信息。GTS基础例题12-1214GTS基础例题12映射网格k-线面利用映射网格的方法生成二维网格。利用网格映射网格k-线面…会利用边界线形成的模型自动生成内部充满的二维映射网格。””有关映射网格k-线面可以参考联机帮助。1.主菜单里选择网格映射网格k-线面…。2.确认指定为‘自动映射’。3.状态下参考图GTS基础例题12–13选择标记为红色的线。4.网格尺寸指定为‘分割’后输入‘3’。5.属性指定为‘3’。6.网格租里删除‘映射网格(二维)’后输入‘地基’。7.点击预览按钮确认生成的网格形状。8.点击。GTS基础例题12-139.状态下参考图GTS基础例题12–14选择标记为红色的线。10.网格组的添加的窗口里选择‘地基’。11.取消勾选子网格。12.点击预览按钮确认生成的网格形状。13.点击。GTS基础例题12-1415GTS基础例题1214.状态下参考图GTS基础例题12–15选择标记为红色的线。15.点击预览按钮确认生成的网格形状。16.点击。GTS基础例题12-1517.状态下参考图GTS基础例题12–16选择标记为红色的线。18.点击预览按钮确认生成的网格形状。19.点击。GTS基础例题12-1620.状态下参考图GTS基础例题12–17选择标记为红色的线。21.点击预览按钮确认生成的网格形状。22.点击。GTS基础例题12-1716GTS基础例题1223.指定为‘手动映射’。24.状态下参考图GTS基础例题12–18选择EdgeA。25.状态下参考图GTS基础例题12–18选择EdgeB。26.状态下参考图GTS基础例题12–18选择EdgeC,D,E。27.状态下参考图GTS基础例题12–18选择EdgeF。28.点击预览按钮确认生成的网格形状。29.点击。GFABECDGTS基础例题12-1817GTS基础例题12自动划分网格平面由于利用映射网格不能生成隧道内部的形状，所以利用自动生成网格的方法来建立。通过网格自动划分网格平面…功能利用边界线构成的形状来自动生成内部充满的网格。””有关自动划分网格平面的详细说明可参考联机帮助。1.主菜单里选择网格自动划分网格平面…。2.状态下参考图GTS基础例题12–18选择EdgeA,G。3.网格指定为‘循环网格’。4.类型指定为‘四边形’。5.网格尺寸确认指定为‘单元尺寸’后输入‘0.5’。6.属性输入‘1’。7.网格组处删除‘自动网格(P.A.)’后输入‘隧道’。8.点击预览按钮确认生成的网格形状。9.点