MIDASGTS模拟变截面隧道的开挖
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变截面隧道的开挖知识讲解
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Y轴
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北京迈达斯技术有限公司MIDAS Information Technology Co., Ltd.
midas GTS
步骤 2.11
1
变截面隧道的开挖
1. 在模型窗口中，鼠标左键选择矩形，然后右键，选 择“仅显示”
2. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“显示全部” 3. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度” 4. 在“透明表现”中设置为8
midas GTS
变截面隧道的开挖
Program Version Program License Revision Date
V2..0.1 Registered, Trial 2007.03.04
变截面隧道的开挖
概要
▪ 三维施工阶段分析 ▪ 模型
- 单位: kN , m - 弹塑性材料 - 板单元 - 实体单元 ▪ 荷载和边界条件 - 自重 - 超载（面荷载） - 位移约束 ▪ 施工阶段建模助手
展方向]，选择总体坐标系的Y轴
5. 输入“15”，“大截面”
6. 点击[确认]
4 Y轴
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北京迈达斯技术有限公司MIDAS Information Technology Co., Ltd.
midas GTS
步骤 2.7
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 几何 > 转换 > 移动复制...
midas GTS
步骤 2.9
1
3 4
5
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键 2. 几何 > 实体 > 嵌入... 3. 选择“土” 4. 选择“大截面” 5.点击[确认]
midas GTS公路隧道整体解决方案(总说明)
某明洞隧道分析模型
2. 隧道各组成部分(洞口段)
某并行隧道入口段施工模拟模型
2. 隧道各组成部分(车行横洞)
某公路隧道车行横洞分析模型
2. 隧道各组成部分(竖井+机房+隧道)
某公路隧道竖井+机房+隧道整体分析模型
2. 隧道各组成部分(施工斜井)
某隧道斜井+隧道整体分析模型
2. 隧道各组成部分(设备洞室)
midas GTS 在公路隧道工程上的应用
Part Ⅰ midas GTS在公路隧道工程上的应用
Part II midas岩土工程整体解决方案
1. 独立隧道
6. 交叉隧道
2. 双线 分离隧道
midas GTS 在各种形式公路隧道 上的应用(一)
5. 分岔隧道 3. 小净距 隧道
4. 连拱隧道
1. 明洞
计算书
Word格式，图表混合模式、丰富结果展示，按照设计需求输出，符合工 程习惯
midas GTS与midas Soilworks的接口
midas GTS与midas Soilworks的接口
导出spw文件
理正
GeoX
midas GeoX导入理正模型数据进行对比分析
启明星
导出fws文件
GeoX
8. 中隔墙
2. 洞口段
midas GTS
7. 衬砌
在公路隧道各组成 上的应用(二)
3. 横洞
6. 设备洞室
4. 竖井
5. 斜井
10. 小净距 隧道双洞 台阶法 9. 小净距 隧道单侧壁 导洞法
1. 明挖法 2. 全断面法
midas GTS 在公路隧道施工工法
3. 台阶法
基坑开挖对邻近地铁隧道影响的MidasGTS三维数值模拟分析_刘远亮
（ 3） 分析建筑荷载施加过程中地铁区间隧道结 构的位移发展过程，确定建筑物施工过程区间隧道 结构的最大位移增量，分析建筑物施工对地铁区间 隧道结构的受力影响，并评估区间隧道结构的安全 状态。
2 工程应用 2． 1 工程概况
广州某房地产开发有限公司拟修建的工程项目 位于广州市白云区，本项目占地面积 39780 m2 ，建 筑面积 280144 m2 ，建筑物高度约 200 m； 拟设地下 室 2 ～ 3 层，基坑开挖深度 17. 05 ～ 18. 75 m。
并将造成紧邻地铁结构的受力状态发生一定程度的 改变，但整体位移量较小，在正常施工条件下，该工 程项目基坑开挖不会危及邻近地铁的安全运行。
3 结语 基坑开挖会造成邻近地铁区间隧道结构发生一
定程度的水平侧向位移和竖向位移，预计地铁区间 隧道结构的最大变形量可控制在 10 mm 以内，属于 安全范围。在施工组织和施工方案均正常合理的情 况下，修建上盖建筑物将不会造成紧邻地铁区间隧 道的受力状态发生明显改变，且其结构的受力状态 处于较低水平，不危及地铁区间隧道和地铁车站的 结构安全。结果表明，运用 Midas GTS 数值模拟计 算软件进行分析建筑物施工对邻近地铁隧道的影 响，并用修正摩尔 － 库伦本构模型进行三维模拟计 算，所得的结果与实测数据对比，比较符合实际，对 实际工程有一定的指导意义。
图 3 地铁隧道结构 X 方向位移
图 2 基坑连续墙、内撑、立柱、锚杆及地铁隧道结构三维网格模型
如图 1 所示，模型尺寸为长 × 宽 × 高 = 110 m × 80 m × 45 m，其中，隧道直径 6 m，模型沿轴线方向 长 65 m，根据圣维南原理，隧洞两侧各延伸 5 倍洞 径以避免边界效应，模型共划分 110806 个单元。模 型自上而下各土层依次为人工填土、粉粘土、粉砂、
2 工程应用 2． 1 工程概况
广州某房地产开发有限公司拟修建的工程项目 位于广州市白云区，本项目占地面积 39780 m2 ，建 筑面积 280144 m2 ，建筑物高度约 200 m； 拟设地下 室 2 ～ 3 层，基坑开挖深度 17. 05 ～ 18. 75 m。
并将造成紧邻地铁结构的受力状态发生一定程度的 改变，但整体位移量较小，在正常施工条件下，该工 程项目基坑开挖不会危及邻近地铁的安全运行。
3 结语 基坑开挖会造成邻近地铁区间隧道结构发生一
定程度的水平侧向位移和竖向位移，预计地铁区间 隧道结构的最大变形量可控制在 10 mm 以内，属于 安全范围。在施工组织和施工方案均正常合理的情 况下，修建上盖建筑物将不会造成紧邻地铁区间隧 道的受力状态发生明显改变，且其结构的受力状态 处于较低水平，不危及地铁区间隧道和地铁车站的 结构安全。结果表明，运用 Midas GTS 数值模拟计 算软件进行分析建筑物施工对邻近地铁隧道的影 响，并用修正摩尔 － 库伦本构模型进行三维模拟计 算，所得的结果与实测数据对比，比较符合实际，对 实际工程有一定的指导意义。
图 3 地铁隧道结构 X 方向位移
图 2 基坑连续墙、内撑、立柱、锚杆及地铁隧道结构三维网格模型
如图 1 所示，模型尺寸为长 × 宽 × 高 = 110 m × 80 m × 45 m，其中，隧道直径 6 m，模型沿轴线方向 长 65 m，根据圣维南原理，隧洞两侧各延伸 5 倍洞 径以避免边界效应，模型共划分 110806 个单元。模 型自上而下各土层依次为人工填土、粉粘土、粉砂、
MidasGTS基坑开挖详细操作过程
• 类型选择“自由线的 1D单元”，如图选择两 列节点中的单元。
• 属性定为3“地下连续墙”。 •网格组名称“地下连续墙”。 •点击适用。
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5. 析取结构单元
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析取支撑
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• I号‘1’, 名称 中输入“土层1”. • 模型类型设定为莫尔-库伦，输入材 料参数。 • 点击 确认. • 材料参数输入完成后在 添加 / 修改 平面属性窗口 点击 适用.
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MIDAS/ GTS Training 确认属性当中出现了2个土层。
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• 号 ‘2’, 名称 中输入“土层2”. • 模型类型设定为莫尔-库伦，输入材 料参数。 • 点击 确认. • 材料参数输入完成后在 添加 / 修改 平面属性窗口 点击 确认.
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• 号 ‘1’, 名称 中输入“地下连续墙”. • 模型类型设定为“梁”。 • 勾选截面库。 • 选择方形，输入H和B，点击确认。
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2. 输入属性
8 生成支撑属性 模型 > 特性 > 属性
• 添加 中选择直 线. • 号 ‘4’, 名称中输入 “支撑”. • 确认单元类型为“梁”. • 添加 结构材料。 •添加特性。 •确认。
MidasGTS基坑开挖详细操作过程
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•点击工作目录树中发亮的网格组， •采用相同的方法，更名
按F2，更名为
※ 网格组名称在当初划分网格的时候也可以定义，那么这步就可以省略， 但需要单独划分这三个网格。
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※ 释放梁端约束主要是为了避免支撑 对地下连续墙的弯矩影响，更真实的 反映实际情况。
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8. 施工阶段
20 修改网格组名称
由于前面采用的是全部划分平面网格，为了定义施工阶段，这里需要做修改网格组名称。 •首先将选择过滤菜单调为“网格”。 •如图点击选择第一次开挖的网格组。
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4. 生成网格
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自动划分平面网格
网格 > 自动网格划分 > 平面…
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• 在主菜单依次选择网格 > 自动网格划分 > 平 面… (F7) . •如图选择线。 • 类型选择为四边形. • 网格尺寸按单元尺寸方式定义为 1. • 属性选择为土层1. • 网格组输入为土层1. • 确认独立注册各面网格勾选. • 点击 预览确认网格尺寸. • 点击 适用 生成网格.
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8. 施工阶段
24 第四步：激活第一道支撑
MIDAS-GTS-2D-两拱隧道开挖施工阶段分析
2）点击“已显示（Ctrl +A）”,选择所有的线 3）在“交叉分割”窗口 中点击【适用】
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3
※：每个岩土层的边界 交叉处必须分割，交叉 分割这一选项可以完成 所有交叉边界线的相互 分割。
两拱隧道开挖施工阶段分析
5
05 网格>网格尺寸控制>线
Step
MIDAS IT Co., Ltd.
操作过程
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1
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两拱隧道开挖施工阶段分析
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05 网格>网格尺寸控制>线
Step
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操作过程
1）如图所示，选择核心隧 道下部侧面以及核心隧道 下部对应的线 2）在“播种方法”中选择 “分割数量”，在分割数 量中输入“3” 3）点击【确定】 4）如图所示，选择核心隧 道上部对应的线 5）在“播种方法”中选择 “分割数量”，在分割数 量中输入“2” 6）点击【确定】
Step
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操作过程
1）在主菜单中选择【模型】 >边界>修改单元属性 2）在边界组中输入“核心 柱” 3）在选择过滤中改变为 “网格” 4）在模型工作目录树中选 择【网格】>网格>核心上 部柱和核心上部柱 5）选择属性，将属性转化 为“核心柱” 6）点击【确定】41 Nhomakorabea2
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2
3
两拱隧道开挖施工阶段分析
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16 模型>施工阶段>定义施工阶段
Step
MIDAS IT Co., Ltd.
操作过程
1）点击【新建】，第二施 工阶段定义为“CS2” 2）在这个阶段，将“核心 上部S/C”“核心上部右侧 S/C”“核心上部左侧S/C” 拖放到【激活数据】； 3）点击【保存】 4）点击【新建】，第三施 工阶段定义为“CS3” 5）这一阶段，将边界中的 “核心上部喷混硬化”拖 放到【激活数据】 6）点击【保存】
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※：每个岩土层的边界 交叉处必须分割，交叉 分割这一选项可以完成 所有交叉边界线的相互 分割。
两拱隧道开挖施工阶段分析
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05 网格>网格尺寸控制>线
Step
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操作过程
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两拱隧道开挖施工阶段分析
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05 网格>网格尺寸控制>线
Step
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操作过程
1）如图所示，选择核心隧 道下部侧面以及核心隧道 下部对应的线 2）在“播种方法”中选择 “分割数量”，在分割数 量中输入“3” 3）点击【确定】 4）如图所示，选择核心隧 道上部对应的线 5）在“播种方法”中选择 “分割数量”，在分割数 量中输入“2” 6）点击【确定】
Step
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操作过程
1）在主菜单中选择【模型】 >边界>修改单元属性 2）在边界组中输入“核心 柱” 3）在选择过滤中改变为 “网格” 4）在模型工作目录树中选 择【网格】>网格>核心上 部柱和核心上部柱 5）选择属性，将属性转化 为“核心柱” 6）点击【确定】41 Nhomakorabea2
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两拱隧道开挖施工阶段分析
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16 模型>施工阶段>定义施工阶段
Step
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操作过程
1）点击【新建】，第二施 工阶段定义为“CS2” 2）在这个阶段，将“核心 上部S/C”“核心上部右侧 S/C”“核心上部左侧S/C” 拖放到【激活数据】； 3）点击【保存】 4）点击【新建】，第三施 工阶段定义为“CS3” 5）这一阶段，将边界中的 “核心上部喷混硬化”拖 放到【激活数据】 6）点击【保存】
midas gts 模拟变截面隧道的开挖
Y轴
Y轴
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步骤 2.6
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 在工作树目录中点击鼠标右键
2
3. 几何> 生成几何体 > 扩展...
4. 选择步骤2.3中的平面，点击[选择扩
midas GTS
步骤 2.3
变截面隧道的开挖
1. 几何> 曲面 > 建立 > 平面... 2. 选择曲线（见图中红线） 3. 点击[确认]
2
4. 在工作树目录中点击鼠标右键
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Y轴
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步骤 2.11
1
变截面隧道的开挖
1. 在模型窗口中，鼠标左键选择矩形，然后右键，选 择“仅显示”
2. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“显示全部” 3. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度” 4. 在“透明表现”中设置为8
步骤 2.4
2
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 曲线 > 生成线组... 2. 选择图中红线 3. 点击[适用] 4.选择图中红线 5.点击[适用] 6.点击[取消]
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Y轴
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步骤 2.6
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 在工作树目录中点击鼠标右键
2
3. 几何> 生成几何体 > 扩展...
4. 选择步骤2.3中的平面，点击[选择扩
midas GTS
步骤 2.3
变截面隧道的开挖
1. 几何> 曲面 > 建立 > 平面... 2. 选择曲线（见图中红线） 3. 点击[确认]
2
4. 在工作树目录中点击鼠标右键
4 3
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6
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Y轴
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步骤 2.11
1
变截面隧道的开挖
1. 在模型窗口中，鼠标左键选择矩形，然后右键，选 择“仅显示”
2. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“显示全部” 3. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度” 4. 在“透明表现”中设置为8
步骤 2.4
2
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 曲线 > 生成线组... 2. 选择图中红线 3. 点击[适用] 4.选择图中红线 5.点击[适用] 6.点击[取消]
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6
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midas GTS-隧道专题
3、导入DXF 2D对话框点击“选择Autoc
ad的DXF文件”按钮。
4、在打开对话框里选择隧道几何模型。
5、选择要导入的DXF格式文件“梁单
2
元”。
6、确认导入的几何文件后，点击“打
开”按钮。
7、确认导入的DXF格式文件无误后，点
击“确认”按钮。
7、点击“确认”按钮
北京迈M达ID斯A技S 术IT有C限o.,公L司td.
度。 12、选择混凝土等级。
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13、确认无误后点击“设计”按钮，软
件就会根据前面计算的内力出计算书。
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北京迈M达ID斯A技S 术IT有C限o.,公L司td.
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7 12
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/gts/
MIDAS/ GTS 培训教程
知识要点：
北京迈M达ID斯A技S 术IT有C限o.,公L司td.
今天我们主要培训两个方面的内容： 1、如何采用GTS进行隧道结构分析及设计。 2、初支和二衬在GTS里面模拟的几种方法。 如果大家对培训内容有什么疑问会后大家一起交流，如果对培训形式有什么更好 的建议请大家发邮件到：daijc@。
2
/gts/
阶段>定义施工阶段。
3、在定义施工阶段对话框
里选择“新建”按钮。
4、阶段名称输入“初始阶
段分析”。
5、阶段类型选择“施工”。
6、把隧道、围岩的单元、
一般约束的边界、自重荷
载拖入激活表单。
7、勾选位移清零
8、保存
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北京迈M达ID斯A技S 术IT有C限o.,公L司td.
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midas GTS
步骤 2.2
1
变截面隧道的开挖
3，7 4
1. 点击[WP法向] 2. 几何> 曲线 > 交叉分割... 3. 点击[已显示] 4. 点击[适用] 5. 几何 > 删除 >删除面/线... 6. 选择“短线” 7.点击[已显示] 8. 点击[查看] 9.点击[取消]
6
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展方向]，选择总体坐标系的Y轴
5. 输入“15”，“大截面”
6. 点击Leabharlann 确认]4 Y轴5 6
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步骤 2.7
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 几何 > 转换 > 移动复制...
3. 选择“小截面”实体
4. 点击[选择方向]，选择Y轴
5. 输入“15”
3
6. 点击[确认]
7. 在工作树目录中点击鼠标右键
4
7 5
6
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步骤 2.8
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度”
midas GTS
步骤 2.9
1
3 4
5
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键 2. 几何 > 实体 > 嵌入... 3. 选择“土” 4. 选择“大截面” 5.点击[确认]
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步骤 2.4
2
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 曲线 > 生成线组... 2. 选择图中红线 3. 点击[适用] 4.选择图中红线 5.点击[适用] 6.点击[取消]
4
3，5
6
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步骤 2.5
6
7
Y轴
8 9
10
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步骤 2.11
1
变截面隧道的开挖
1. 在模型窗口中，鼠标左键选择矩形，然后右键，选 择“仅显示”
2. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“显示全部” 3. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度” 4. 在“透明表现”中设置为8
2
3
4
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步骤 2.12
2 3
4 5
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 实体 > 分割... 2. 选择实体“大截面” 3. 选择“矩形面” 4. 选择实体“土” 5. 点击[确认]
Y轴
Y轴
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步骤 2.6
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键
2. 在工作树目录中点击鼠标右键
2
3. 几何> 生成几何体 > 扩展...
4. 选择步骤2.3中的平面，点击[选择扩
22，6
3，6
4，7
8
5
变截面隧道的开挖
1. 几何> 生成几何体 > 扩展... 2. 选择过滤器中的“线组” 3. 选择步骤2.4中的第一个线组，点击
[选择扩展方向]，选择总体坐标系的Y轴 4. 输入“16”，“小截面” 5. 点击[适用] 6. 选择步骤2.4中的第二个线组。 7. 输入“30” ，“土” 8. 点击[确认]
MIDASGTS模拟变截 面隧道的开挖
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变截面隧道的开挖
Program Version Program License Revision Date
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变截面隧道的开挖
概要
▪ 三维施工阶段分析 ▪ 模型
- 单位: kN , m - 弹塑性材料 - 板单元 - 实体单元 ▪ 荷载和边界条件 - 自重 - 超载（面荷载） - 位移约束 ▪ 施工阶段建模助手
步骤 2.10
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变截面隧道的开挖
1. 点击[WP法向] 2. 几何 > 曲线 > 在工作面上建立 > 矩形(线组)... 3. 勾选“生成面”，在大截面处用鼠标左键
画出一矩形面（见图） 4. 在工作树目录中点击鼠标右键 5. 几何 > 转换 > 移动复制... 6. 选择矩形面 7. 选择Y轴 8. 选择“等间距复制” 9. 输入“5”，“5” 10. 点击[确认]
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步骤 2.3
变截面隧道的开挖
1. 几何> 曲面 > 建立 > 平面... 2. 选择曲线（见图中红线） 3. 点击[确认]
2
4. 在工作树目录中点击鼠标右键
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步骤 2.1
2
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变截面隧道的开挖
1. 文件 > 导入 > DXF 2D... 2. 点击“选择AutoCAD的DXF文件” 3. 选择相应的DXF文件 4. 点击[打开] 5. 点击 [预览] 6. 点击 [确认]
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步骤 1
2 3
变截面隧道的开挖
1.文件 > 新建 2. 选择“3D” 3.选择“Z” 4. 点击[...] 5. 内力: kN 6. 点击[确认]
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2. 在“透明表现”中设置为8
3. 在模型窗口中，鼠标左键点击“土”，然后 右键， 选
择“隐藏”
2
4. 几何 > 布尔运算 > 并集...
5. 选择“大截面”
6. 选择“小截面”
7. 点击[确认]
5
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