gtsnx3D连接隧道

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1、BasicTutorials三维连接隧道施工阶段分析1学习目的及概要1.1学习目的隧道分析的目的在于预先判断隧道施工时围岩的变形，以及考察支护的稳定性及对周边建筑物的影响。根据情况可以进行二维分析或三维分析。在二维分析情况下，则必须寻求考虑隧道开挖引起的三维地层变形的方法。某些情况下很难通过二维分析模拟（例如，主隧道、连接隧道及竖井相连接的地层变形行为，这显然应考虑空间效应），应当采取三维模型来分析。▶连接隧道建模通过本例题可以学习以下主要功能及分析方法：隧道建模几何形状之间的布尔运算生成及管理网格组定义施工阶段结果分析–施工阶段分析、结果及表格输出Chapte

2、r3.三维连接隧道施工阶段分析

3、1BasicTutorials1.2建模及分析概要▶模型概要图例题使用的模型如下图所示。此模型是由多地层，竖井和主隧道以及连接这两部分的连接隧道组成。由于模型左右对称，所以只需建立整体模型的一半，并将其适当的分割后进行施工阶段分析。施工阶段按开挖竖井->连接隧道->主隧道的顺序定义。2

4、Chapter3.三维连接隧道施工阶段分析BasicTutorials2设置分析条件[启动开始文件（03_3DTunnel_start）。]*:分析>分析工况>设置（Analysis>AnalysisCase>Setting）首先，设置模型类型、重力方向及初

5、始参数，确认分析中使用的单位制。单位制可在建模过程及确定分析结果时修改，输入的参数将被自动换算成设置的单位制。本例题是以Z轴为重力方向的三维模型，单位制使用SI单位（kN，m）。▶分析设置Chapter3.三维连接隧道施工阶段分析

6、3BasicTutorials3定义材料及属性3.1定义岩土及结构材料土层材料的模型类型选择莫尔-库伦（Mohr-Coulomb），结构材料选择不考虑材料非线性的弹性（Elastic）模型。各地层和结构使用的材料如下表。[单位:kN,m]▶岩土材料名称软岩风化岩风化土材料各向同性各向同性各向同性模型类型莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦一般弹性模量

7、（E）2.0E+065.0E+055.0E+04泊松比（v）0.250.300.30容重（r）252318Ko1.00.70.5渗透性容重（饱和）252318初始孔隙比（eo）0.50.50.5排水参数排水排水排水非线性粘聚力（C）2002020摩擦角353330▶定义岩土材料-一般▶▶定义岩土材料-渗透性▶▶▶定义岩土材料-非线性[单位:kN,m]4

8、Chapter3.三维连接隧道施工阶段分析BasicTutorials▶结构材料名称混凝土面板喷混锚杆材料各向同性各向同性各向同性模型类型弹性弹性弹性弹性模量（E）2.0E+071.5E+072.10E+08泊松比（v）0

9、.20.20.3容重（r）252478.5▶定义结构材料3.2定义属性创建网格时，需要指定各网格组上分配的属性。在定义岩土和结构的属性时，首先需要选择材料。另外，在定义结构的属性时，需要定义结构构件类型、截面形状等参数。在三维模型中，使用板单元模拟连续的墙体和喷混，使用植入式桁架这种线单元模拟锚杆。植入式桁架单元、桁架单元均只能承受轴力。但是，植入式桁架单元相对桁架单元差别在于，不需要与岩土单元节点耦合，且位置必须在岩土内部。因此，植入式桁架主要用于模拟三维模型中的土钉、锚杆、锚索等。各岩土材料的属性如下表。[单位:kN,m]▶岩土属性名称软岩风化岩风化土种类3D3D3D

10、材料软岩风化岩风化土Chapter3.三维连接隧道施工阶段分析

11、5BasicTutorials▶定义岩土属性各结构构件的属性如下表。若定义了截面形状，则程序自动计算截面刚度。[单位:kN,m]▶结构属性主隧道/连接名称混凝土面板竖井喷混锚杆隧道喷混类型2D2D2D1D模型类型板板板植入式桁架材料混凝土面板喷混喷混锚杆间距----截面形状-实心圆形截面厚度TH=0.3TH=0.15TH=0.2D=0.025▶定义结构属性-混凝土面板▶▶定义结构属性-主隧道/连接隧道喷混▶▶▶定义结构属性-竖井喷混6

12、Chapter3.三维连接隧道施工阶段分析BasicTutorials▶定

13、义结构属性（锚杆）▶▶定义结构属性（截面形状）Chapter3.三维连接隧道施工阶段分析

14、7BasicTutorials4建模本例题以隧道形状建模、三维实体间的布尔运算操作、网格划分及管理、施工阶段的设置及结果分析为重点，从基本的岩土/结构材料特性的输入开始学习。4.1.几何建模在GTSNX中，使用的坐标系有整体坐标系（GCS）和工作平面坐标系（WCS）。整体坐标系始终固定在屏幕右下方，坐标轴用红色（X轴）、绿色（Y轴）、蓝色（Z轴）的箭头表示。工作平面坐标系，位于工作平面中心，与工作平面一起移动。如果工作平面改变，工作平面坐