接触三维隧道中文

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1、MIDAS IT Co., Ltd.,MIDAS IT Co., Ltd.,,Step,절리면을 포함한 암반에서의 터널 굴착해석,,‹#›,,,,MIDAS IT Co., Ltd.,MIDAS IT Co., Ltd.,Step,,,midas GTS 3D,例题,,33,风化岩层节理面中的隧道开挖分析,概要,※,由接触单元生成岩石节理面,※,在包含不连续面的岩层中进行隧道开挖,※,打开文件“,GTS 2D,例题,33.gtb,”,,,,,,,,00,1,间断面,岩层,风化岩层节理面中的隧道开挖分析,01,材料特性,网格组属性,2,属性名称,(ID),类型,材料名称,(ID),特性名称,

2、(ID),网格组名称,风化土,(1),板,风化土,(1),-,风化土层,风化岩,(2),板,风化岩,(2),-,风化岩层,硬岩,3),板,硬岩,(3),-,硬岩层,风化土加强,(4),板,风化土加强,(4),-,风化土加强,FRP(5),线,FRP(5),FRP(1),FRP,在,“,GTS 2D,例题,33.gtb,”,文件中设定土壤材料性能和材料特性。,01,材料特性,材料,3,ID,1,2,3,名称,岩石,软,S/C,硬,S/C,类型,实体,平面,平面,弹性模量,(E)[tonf/m,2,],250,000,500,000,1,500,000,柏松比,(,ν,),0.3,0.2,0.2,

3、容重,(Y) [tonf/m,3,],2.3,2.4,2.4,容重,(,饱和,) [tonf/m,3,],2.3,-,-,粘聚力,(c)[tonf/m,2,],40,-,-,磨擦角,(,Φ,),36,-,-,K0,1,-,-,01,材料结构特征值以及接触单元特征值,4,特性,主应力刚度模量,[tonf/m,2,],剪切刚度模量,[tonf/m,2,],粘聚力,[tonf/m,3,],接触摩擦角,[m],联合,250,000,25,000,0,36,材料,/,特性,弹性模量,(E),[tonf/m,2,],柏松比,(,ν,),容重,(Y),[tonf/m,3,],厚度,[m],锚杆,20,000

4、,000,0.3,7.85,0.16,材料特性,操作过程,1,）点击,【,文件,】,>,打 开,;,2),选择“,GTS 2D,例题,26.gtb,”,;,3,）在主菜单中选择,【,视图,】,>,显示选项,;,4,）一般表单的“网格”,>,节点显示中选定,[False],5),点击,【,适用,】,,02,5,1,2,3,4,5,文件,>,打开,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,模型,】,>,特性,>,属性；,2,）确定生成,5,个属性,,,,,,,,,,,,,,,,,※,在这个操作例题中属性在操作一开始就指定,,,,,,,03,6,1,2,模型,>,特性,>,属性,操作过程,1,）在主菜单

5、中选择,【,几何,】,>,生成几何体,>,扩展,2,）将选择过滤对话框中指定为,【,线组,】,，选择隧道形状线组,3,）在选择方向中选择,Y,轴,4,）在长度中输入“,70,”,5,）在名称中输入“隧道”，点击,【,适用,】,6,）选择已显示的地层,【,面,】,7,）在选择方向中选择,Y,轴,8,）在名称中输入“地层”，,9,）点击,【,适用,】,,,,,,※,在实体中可以扩展线组或者面；在实体中不可以扩展线,,,04,几何,>,生成几何体,>,扩展,7,1,8,2,6,3,7,5,4,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,几何,】,>,实体,>,嵌入,2,）在选择主形状中选择地层对应的箱型实体

6、,3,）在选择辅助形状中悬着隧道实体,4,）点击,【,确定,】,,05,8,1,2,3,4,几何,>,实体,>,嵌入,操作过程,06,几何,>,曲线,>,在工作平面上建立,>2D,矩形（线组）,9,1,）在模型工作目录树中选择,【,几何,】,>,实体,>,地层，,2,）,2,）点击鼠标右键弹出关联菜单,3,）将显示模式转变为“线框”,4,）在主菜单中选择,【,几何,】,>,曲线,>,在工作平面上建立,>2D,矩形（线组）,5,）勾选“生成面”,6,）如图所示生成比隧道横界面大的矩形,,,,3,1,4,2,5,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,几何,】,>,转换,>,移动复制,2,）在选择对象

7、形状中选择上一阶段生成的面,3,）在选择方向中选择,Y,轴,4,）勾选“等间距复制”，在间距中输入“,5,”,5,）在复制次数中输入“,13,”，点击,【,确定,】,,06,10,几何,>,转换,>,移动复制,1,4,2,3,5,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,几何,】,>,实体,>,分割实体,2,）在“选择分割的实体”中选择“隧道实体”,3,）在“选择辅助曲面”中选择上一阶段生成的所有面,4,）勾选“分割相邻实体的面”,5,）在“选择相邻形状”中选择“地层实体”,,,,,,“分割相邻实体的面”可以通过一起分割相邻实体的生成面来达到网格划分时的节点耦合,,,,07,几何,>,实体,>,分割

8、实体,11,1,2,3,3,2,4,5,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,几何,】,>,生成几何体,>,扩展,2,）将选择过滤对话框中指定为,【,线,】,3,）在“选择扩展形状”中选择地层间断线,4,）在选择方向中选择,Y,轴,5,）在长度中输入“,70,”,6,）点击,【,适用,】,,,08,12,1,4,3,2,5,6,几何,>,生成几何体,>,扩展,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,几何,】,>,实体,>,分割实体,2,）在“选择分割的实体”中选择“所有实体”,3,）在“选择辅助曲面”中选择上一阶段生成的地层断裂面,4,）点击,【,确定,】,,,09,13,1,2,3,4,几何,>,

9、实体,>,分割实体,操作过程,1,）在主菜单中选,【,网格,】,>,自动网格划分,>,实体,2,）如图所示选择所有隧道实体,3,）在“网格尺寸”中输入“,3,”,4,）在属性中确认选择“岩体”,5,）名称中输入“隧道”,6,）点击,【,适用,】,7,）选择“地层实体”，在“网格尺寸”中输入“,6,”,8,）在名称中输入“地层”,9,）点击,【,确定,】,,10,14,网格,>,自动网格划分,>,实体,1,2,3,6,4,5,6,7,8,9,操作过程,1,）,在视图工具栏中选择,“,前视图,”,2,）如图选择图形中地层断裂面上方网格之后，选择“隐藏”,3,）在主菜单中选择,【,模型,】,>,单元

10、,>,接触,4,）在方法中选则“根据单元边界”,5,）如图所示选择所有所有的网格,6,）在属性中选择“联合”,7,）点击,【,确定,】,,11,模型,>,单元,>,接触,15,3,1,2,7,4,5,6,操作过程,1,）在模型工作目录树中选择网格，鼠标右击弹出关联菜单,2,）选择“新网格组”，同样的方法生成,14,个新网各组,3,）在新生成的网格组中选择第一个生成的网格组后，点击鼠标右键弹出关联菜单,4,）选择网格组中的“包括,/,排除网格组选项”,5,）接触网格选着“仅显示”,在视图工具栏中点击“右视图”,6,）如图所示选择隧道部分的接触单元部分，点击,【,确定,】,7,）同样的方法生成各个

11、隧道的网格组,,,12,16,模型工作目录树,>,网格,>,新网格组,>,包括,/,排除网格组选项,2,4,3,1,5,6,7,操作过程,1,）选择所有网格组隐藏后，点击“隧道实体”网格右击选择“仅显示”,2,）在主菜单中选择,【,模型,】,>,单元,>,析取单元,3,）如图所示，在前视图中选择隧道外侧部分的面,4,）在属性中选择,【,软,S/C,】,5,）网格组中输入“,S/C,”,6,）勾选,【,基于主形状注册,】,7,）点击,【,确认,】,,13,17,2,4,1,3,5,6,7,模型,>,单元,>,析取单元,操作过程,1,）指定隧道网格组为“仅显示”,2,）在视图工具栏中点击“右视图”

12、,3,）在工作界面上选择施工阶段隧道网格组,4,）选择以后，在工作界面上点击鼠标右键，弹出关联菜单,5,）选择“合并”,,,,,,这样的方法生成,14,个隧道网格。喷混网格利用和隧道同样的指定方式合并施工阶段的网格组；喷混网格指定生成和实体网格分离的新网格组。,.,,,,14,18,模型工作目录树,>,网格,>,网格组,>,合并,3,1,2,4,5,操作过程,1,）隐藏所有网格，仅显示“曲线”,2,）在主菜单中选择,【,网格,】,>,网格自动划分,>,线,3,）选择锚杆对应的所有线,4,）在“单元长度”中输入“,1,”,5,）在网格组中输入“锚杆”，在属性中确认为“锚杆”,6,）点击,【,确认

13、,】,,15,19,网格,>,自动网格划分,>,线,2,1,4,3,5,6,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,模型,】,>,转换,>,移动复制网格,2,）在“选择对象形状”中选择“锚杆网格组”,3,）在“选择方向”中选择“,Y,”轴,4,）勾选“等间距复制”,5,）在间距中输入“,5,”，在复制次数中输入“,13,”,6,）点击“确定”,,16,20,模型,>,转换,>,移动复制网格,1,3,2,4,5,6,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,网格,】,>,网格组,>,重命名,2,）选择全部隧道网格,3,）在“排序方法”中选择“坐标顺序”，,1,st,内选择,【,Y,】,，名称中输入“隧道”

14、，点击“适用”,4,）选择全部喷混网格,5,）名称中输入“喷混”，后缀起始号中输入“,1,”，点击“适用”,6,）选择“复制网格”所表示的锚杆,7,）名称中输入“锚杆”，后缀起始号中输入“,1,”，点击“适用”,8,）选择接触要素中由新网格组表示的分割后的,14,个网格,9,）重命名为“接触”，后缀起始号中输入“,1,”，点击“确定”,,17,21,网格,>,网格组,>,重新命名,1,2,3,4,5,6,7,8,9,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”，选择地面网格，点击,【,确定,】,,18,22,1,2,模型,>,边界,

15、>,地面支撑,操作过程,1,） 在主菜单里选择,【,模型,】,>,荷载,>,自重,2,） 在荷载组里输入“自重”,3,） 在自重系数的,Y,处输入“,-1,”,4,） 点击,【,确定,】,19,23,3,1,2,4,模型,>,荷载,>,自重,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,模型,】,>,边界,>,修改施工阶段单元属性,2,）在“选择网格组”中选择喷混所对应的,14,个网格组,3,）在属性中选择,【,硬,S/C,】,4,）点击,【,确定,】,,,,,,,,,,,在施工阶段喷混硬化性能转变时指定生成边界条件,,,,,,20,24,模型,>,边界,>,修改施工阶段单元属性,1,4,2,3,操作过

16、程,21,模型,>,施工阶段,>,施工阶段建模助手,25,1,）在主菜单中选择,【,模型,】,>,施工阶段,>,施工阶段建模助手,2,）如图所示，将“单元，边界，荷载”中的“,#,，接触，接触单元，隧道，支护，自重”选择并且拖放到“,I.S,”,3,）选择定义初始状态,4,）在“设定分配原则”“设定组类型”中选择“网格”,5,）在“设定组名前缀”中选择“隧道”,6,）在“,A/R,”中指定,【,R,】,，“开始阶段”和“阶段增量”中都输入“,1,”,7,）同样生成如图所示的“锚杆”“喷混”“接触”“,B.C,喷混”,8,）操作完成后点击,【,应用分配原则,】,9,）点击,【,确定,】,10,）

17、同样可以在“定义单元，边界，荷载组激活状态”中生成施工阶段,,,,1,2,3,10,Drag & Drop,4,5,6,7,8,9,操作过程,22,26,1,）在主菜单中选择,【,模型,】,>,施工阶段,>,定义施工阶段,2,）初始状态时需要勾选,【,位移清零,】,3,）点击,【,保存,】,，点击,【,关闭,】,1,2,3,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,】,，名称中输入“隧道开挖分析”,3,）分析类型中指定,【,施工阶段,】,4,）点击,【,分析控制,】,5,）选择,【,应力分析初始阶段,】,为

18、“初始阶段应力分析”，即“,IS,”,,,选择,【,K,0,条件,】,6,）点击,【,确定,】,，在“添加,/,修改分析工况”中，点击,【,确定,】,,23,27,1,2,4,5,3,5,分析,>,分析工况,操作过程,1,）在主菜单中选择,【,分析,】,>,【,分析,】,2,）选择“隧道开挖分析”,3,）点击,【,确定,】,,,,,,,,,,注意：,1,）分析过程生成的信息将显示在输出窗口中，如果生成“警告信息”，分析过程可能不会正常，需要注意；,2,）分析得到的相关信息文本文件指定为“,.out,”格式来保存文件,,24,28,1,2,分析,>,分析,操作过程,1),选择,【,结果工作目录树

19、,】,中的,CS16-Step 001(1),,>,,位移,> DZ(V),,,,确定为初始位移变形,2),在特性中选择等值线,,,,等值线,ON/OFF,中指定“,TURE,”,,25,29,结果工作目录树,> CS16-Step 001(1)>,,位移,> DZ(V),1,2,操作过程,1,）特性窗口中选择变形，真实位移中选定为“,FALSE,”,2,）岩层的断裂面的变形可以显示出来,,,25,30,1,2,结果工作目录树,> CS16-last step)>,,位移,> DX(V),操作过程,1,）在结果工作目录树中选择,CS16-Step 001(1),,>,,2D,单元应力,>,,层,1- Soil SXX(,中心,),,，,,确定板的应力变化,2,）在结果工作目录树中选择,CS16-Step 001(1),,> 1D,单元内力,>,,梁,/,桁架,Fx,,，确定锚杆轴力,,,26,31,结果工作目录树,> CS16-Step 001(1) > 2D,单元应力,,>,,Layer 1-Soil SXX(,中心）,1,2,