中文参考手册-PLAXIS 2D--岩土三维建模分析

7.5 更新网格分析 ........................................... 7-9
8
隧道施工导致的地面沉降 (第六课)............................ 8-1
8.1 几何形状 ............................................... 8-2
6
拉锚地连墙支护下的降水开挖（第四课） ...................... 6-1
6.1 输入 .................................................. 6-1
6.2 计算 .................................................. 6-4
2.3.2 文字和数值的输入 对于任何软件来说，都要求输入一些数值和文字。这些输入要在编辑框内给出， 同一主题的多项编辑框在视窗内编成一组。可以用键盘输入文字或数值。按 <Enter>键或<Tab>键后,确认输入，然后显示下一个输入框。在一些国家，例如荷 兰，浮点数值的小数点以逗号代替。编辑框和编辑表格中的相应表示方式取决于 操作系统中的国别设置，数字的输入必须和这一设置对应起来。 许多参数有默认值。不进行其他输入而按键盘的<Enter>键，就可以使用参数默认 值。按照这种方式，在视窗内所有输入框中按<Enter>键直到<确认>按钮。点击< 确认>按钮可以确认所有数值并且关闭视窗。另外，也可以使用鼠标选择输入框， 输入新的数值。然后点击<确认>按钮，确认输入值。 按<Esc>键或点击<取消>按钮，将取消输入并恢复关闭视窗前的数值或默认值。 图 2.2 显示了滚动编辑的特点，不但可以像普通输入框一样，通过键盘输入参数 值,也可以通过点击滚动编辑框右侧的向上或向下箭头，按照预设的规定增加或减 少参数值。

PLAXIS通用岩土有限元分析系列软件Plaxis 2D Plaxis3D Tunnel Plaxis3D Foundation工程实例北京金土木软件技术有限公司PLAXIS 2D通用岩土有限元分析软件本构模型：◆线弹性模型(LE)◆莫尔库伦模型（MC）◆节理岩体模型（JR）◆强化土模型（HS）◆小应变模型（HSS）◆软土蠕变模型（SSC）◆软土模型（SS）◆修正剑桥模型（MCC）◆Van Genuchten模型（渗流）网格自动生成器：◆高阶单元◆整体或局部网格优化隧道设计器：◆圆形及非圆形的隧道断面◆盾构隧道及新奥法隧道的模拟◆初衬、二衬等支护条件模拟固结与地下水渗流：◆饱和土体和超孔压的消散过程◆降雨地表补给的模拟◆其他渗流边界的便捷设置◆非饱和土的稳态和瞬态流动◆渗流的时效条件设置土工实验室：◆三轴试验◆侧限压缩试验◆等应变率压缩试验◆直剪试验◆常规三轴试验动力分析：◆吸收边界◆波速及瑞利阻尼◆动荷载输入及动力时程分析◆动画生成施工步的自动更新◆变更几何模型，原施工阶段设置不变上海地铁车站大型基坑开挖模拟◆ 紧邻地铁1号线和3、4号线已有车站交叉处 ◆软粘土中开挖/基坑70m ×140m ×6.5m◆ 排桩+钢筋混凝土内支撑◆纵断面上有通道/局部开挖深度8m◆板单元与实体单元模拟已有地铁车站/线单元模拟内支撑 ◆分步开挖、支撑和拆撑过程支护体系与周围土体的力学性能◆ 模型水平位移/连续墙内力与变形/变形满足规范要求深圳市医院综合楼淤泥基坑◆ 水平位移极值在淤泥层/49mm◆计算涉及4个典型剖面◆ 剖面10-10/坑底以下20m 为淤泥层 ◆电梯井开挖深度10.2m◆ 排桩变形与内力/淤泥层需加固处理香港山体边坡平台建设工程◆ 边坡高26m/长54m◆ 抗滑桩(界面模拟桩-土作用) ◆承台上施加设计荷载◆ 边坡浅层滑移/安全系数1.174/坡脚面层需喷锚处理◆ 承台桩轴力/界面相对剪应力 ◆ 边坡的水压云图/指定地下水位◆ 平台开挖边坡总位移云图/坡顶位移最大武汉磷尾矿渣场改造项目◆ 尾矿渣场区域等高图◆边坡渗流水压分布云图/未启动排水系统◆顶部积水渗流入渣场/安全系数1.138◆边坡渗流场/启动排水系统◆ 已堆积高度60m/扩容高度45m◆ 安全性大幅度提高/安全系数1.964地下油库洞室开挖交互影响分析◆ 洞室埋入基岩/深108m/高度20m/宽10m◆ 4个储油洞室/18步开挖◆ 开挖过程中岩石主应力矢量图/高水平地应力◆ 上图为剪应力云图/下图为总位移云图 ◆ 开挖工法和开挖顺序都会影响围岩稳定P l a x i s 2D 国内外更多项目◆ 单桩荷载试验◆ 总位移云图/塑性点分布区域图◆ 嘉陵江表孔坝深层滑移分析 ◆ 位移增量云图(上图)/塑性点分布区域图◆ 越南金瓯化肥厂桩基工程P l a x i s 2D 国内外更多项目◆ 合肥边坡路堤加固 ◆ 双排桩抗滑分析计算 ◆ 土钉墙安全性分析◆ 岩质边坡治理分析 ◆ 边坡中隧道受力分析 ◆ 水工码头堆载分析◆ 双联孔隧道动力分析 ◆ 香港某水渠开挖模拟 ◆ 复杂断面隧道分析◆ 天津某油库地基分析 ◆ 深圳某基坑破坏分析(位移增量等值线) ◆ 兰州边坡开挖拉锚挡土墙分析◆ 基坑降水开挖渗流分析 ◆ CRD 工法隧道施工模拟 ◆ 基坑开挖对邻近建筑物影响分析。

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2 1 录目
1-1 ...................................................... 介简
8 本版 SIXALP 12-4 ........................ 象对构结或组类结冻或活激 2.7.4 02-4 .................................... 造构何几改修 1.7.4 91-4 .............................................. 工施步分 7.4 61-4 ........................................ 入输载荷 2.6.4 21-4 ................................ 数参制控程过代迭 1.6.4 01-4 .......................................... 数参制控算计 6.4 01-4 .................................. 结固长步应适自 4.5.4 9-4 ....................................... 法数步载加 3.5.4 9-4 ................................... 法平水极终载加 2.5.4 8-4 ..................................... 法长步应适自 1.5.4 8-4 ............................................... 骤步载加 5.4 6-4 ......................................... 类分算计 2.4.4 5-4 ............................. 序顺和识标的序工算计 1.4.4 5-4 ........................................... 置设算计般一 4.4 4-4 ............................... 序工算计除删和入插 1.3.4 4-4 ....................................... 序工算计个一义定 3.4 3-4 ............................................... 单菜算计 2.4 1-4 ............................................... 序程算计 1.4 1-4 ...................................................... 算计 66-3 .......................................... 算计始开 01.3 46-3 .......................... �程过-0K�成生力应始初 3.9.3 36-3 ........................ 组据数料材配分新重或看查 2.9.3 36-3 .............................. 象对何几和载荷结冻 1.9.3 36-3 .......................................... 造构何几始初 9.3 26-3 .............................. 质性料材的流和饱非 7.8.3 16-3 .................................... 界边结固闭封 6.8.3 95-3 .............................. 算计流渗水下地态稳 5.8.3 85-3 ........................................ 成生压水 4.8.3 65-3 ........................ 件条界边的算计流渗水下地 3.8.3 35-3 .......................................... 位水潜 2.8.3 25-3 .......................... 断截压孔始汽和重容的水 1.8.3 25-3 .............................................. 件条力水 8.3 15-3 .............................................. 件条始初 7.3 15-3 .......................... 议建点几的成生格网于关 6.6.3 15-3 ........................................ 密加部局 5.6.3 05-3 ...................................... 度密疏部局 4.6.3 05-3 ........................................ 密加局全 3.6.3 05-3 ...................................... 度密疏局全 2.6.3 94-3 .................................... 型类元单本基 1.6.3 94-3 .............................................. 成生格网 6.3

”进行材料设置。材料特性如图2.4：
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图2.4 “排桩墙”材料特性
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将材料特性赋予墙组
• 按以下步骤输入：
• 选择 ， 左键选一道墙，同时选择“ctrl”
• 或“Shift”,连续点击其他墙，将材料值一起賦 上。
•
单击“ok”键关闭材料窗。
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2.1 几何建模
• 创建几何模型遵循下列步骤： 1）一般设置
从“创建/打开程序工具箱”创建一个新文 件 从“普通设置工具箱”输入文件名，其他 省缺设置。
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• 从“尺寸工具箱”保持标准单位（长度=m， 力= kN，时间=天），输入
Xmin=0.0
Xmax=80,
Zmin=0和Zmax=50.0
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1.1输入几何对象
INPUT OF GEOMETRY OBJECTS
• 依据输入的点和线创造一个几何模型（借助于鼠标完成） 可以通过菜单或 工具箱创建几种几何图形。 大部分几何图形可通过画线过程完成。在画线过程
中，单击鼠标左键绘面积，从第一点至最后一点，依次 点击，完成时单击右键。
• 定义围檩：左键单击（30.0，20.0）， （30.0，32.0），（50.0，32.0）， （50.0，20.0），（30.0，32.0），单击 右键结束。
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1.2 输入题目和参数
INPUT OF TEXT AND VALUES
• 由<file> 至 <new> 至 <project> <dim>
• 由健盘输入题目和参数，由<enter>确定； • 许多参数是默认的，只要回车（<enter>）就

模型 围护墙侧移矢量
最终沉降等值面 围护墙侧移云图
应用价值：
• 肯定双基坑分步开挖方案
支撑
的优势，指导施工
内力
• 实现对周边环境影响的预
知、预控
PLAXIS应用：岩体、采矿和隧道工程
PLAXIS 可以研究隧道掘进过程中以及采矿活动中岩体的力学行为。在PLAXIS 中的隧道设计器可以快速地 模拟喷射混凝土衬砌或者钻挖隧道，防止隧道开挖过程中失稳。
Plaxis岩土有限元分析
Plaxis发展历程
Plaxis诞生于荷兰代尔夫特，是基于有限元的岩土工程软件的全球 市场领导者，2018年4月被Bentley收购。全球22 000多许可。
软土地基上河 堤稳定性分析
1986年 源于荷
兰TU Delft
1993年 成立
PLAXIS 公司
பைடு நூலகம்
1998年第 一版
• 三维数值分析与规范计算分 析结果表明，C1#主楼和C2# 主楼CFG桩复合地基处理范围 可以缩小至主楼底板范围内， 不必外延至分仓墙处，地基 承载力和沉降变形仍可控制 在设计要求范围以内
实例3：圆形煤库挡墙变形与稳定分析
• 轴对称模型 • 桩墙结构 • 挡墙的变形可以接受 • 安全性分析获得挡墙的安全
锚喷支护隧道
矿山分析
冷冻法竖井施工数值分析
在浅层采矿作业的井下活动和生产中，矿柱间采矿场盘区的稳定性设计非常重要，PLAIXS可用于分析采 矿场边坡稳定性，滑坡地灾分析，巷道支护，采空区沉降等。
PLAXIS应用：尾矿坝与库区
尾矿坝水库等在渗流作用下的稳定性分析 导入地形图：dxf，犀牛，点云等格式
实例1：氧化铝仓基础与边坡相互影响
• 圆形桩筏基础 • 荷载分别施加在仓体内外壁 • 分析边坡的失稳对基础的影

基于plaxis二维和Madis三维有限元模型分析深基坑工程施工过程变形研究摘要：本次研究基于plaxis二维和Madis三维有限元模型分析深基坑工程施工过程变形分析，采用PLAXIS 2D有限元软件建立二维平面应变有限元模型进行基坑分区开挖对周边建（构）筑物以及地下管线的影响分析，采用Midas GTS NX有限元软件建立三维有限元模型进行基坑开挖计算及基坑开挖对周边土体及基坑围护结构的影响。

关键词：基坑工程、地变形控制、周边环境影响、有限元分析、数值模拟1.基坑施工变形分析本模型分析以真实项目为案例，项目基坑长128.7m，宽131.6m，周长507m，基坑开挖深度10.2m。

基坑采用的围护措施为地下连续墙/钻孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩槽壁加固(外侧兼止水)+两道硂支撑+坑内双轴水泥土搅拌桩裙边加固的围护形式，周边建（构）筑物、地下管线复杂。

在基坑工程施工中，地质情况、周边堆载、开挖深度、墙桩刚度、墙桩材料、墙桩入土深度、撑锚刚度强度、撑锚设置间距、撑锚设置位置、预应力水设置、开挖顺序、开挖深度与宽度、支撑强度、基坑降水、暴露时间等都会对基坑变形产生影响，影响因素复杂。

施工前通过plaxis二维和Madis三维有限元模型分析能准确的计算出变形值，在基坑开挖过程中有效规避薄弱位置，严格控制基坑累积变形及变化速率，是基坑变形安全控制的关键。

能否有效控制基坑变形，不仅仅是依托支护结构的可靠性，能掌握基坑各阶段变化趋势也是决定因素。

基坑施工过程中，围护体向内倾斜，导致周边土体部分下沉加剧，因周边土体部分下沉，导致室外地表下沉，土体下沉及临时结构（散水、道路）等会出现不同程度沉降，控制基坑周边附近沉降，是防止和减少环境影响的根本所在，现实施工中，地面沉降的影响因素较多，主要有;（1）开挖过程中桩墙体水平位移和桩墙身挠曲变形影响;（2）坑内过度降排水导致桩墙外围土层固结和次固结沉降;（3）坑外过度抽排水导致坑外砂土流失;（4）基坑坑底土体原因，地基土出现回弹、塑性隆起;（5）基坑内支撑折除换撑施工刚度不足，不对称传力，侧向变形。

PLAXIS 软件及工程实例北京金土木软件技术有限公司 www bjcks com Sep，2010• 软件功能 • 操作特性 • 工程实例2Sep，2010Plaxis系列软件：2D:Plaxis 2D 动力分析 渗流分析 3D:3DFoundation 3DTunnel 新3D：Plaxis 3D V2010Sep，2010PLAXIS• Plaxis Pla is软件是由荷兰公共事业与水利管理委员会提议，于 软件是由荷兰公共事业与水利管理委员会提议 于1987 年在Delft大学开始研制的。

最初的目的是为了在荷兰特有低地 软土的工程建造，开发一个易于使用的有限元分析程序。

随着 Plaxis 的发展，逐渐完善成为一套理论基础坚实、界面友好、 逻辑性强的适用于大多数岩土工程领域的软件。

成功的解决了 岩土工程中繁杂耗时的非线性有限元的计算工作。

4Sep，2010科研网络5Sep，2010发展历程PLAXIS 2D + Dyn. PlaxFlow2008 8.6 1.5 2.4 2.12009 9.0 1.62010 20103DTunnel 3DFoundation2.2 2010PLAXIS 3DPlaxis 2D程序分析功能：（1）弹塑性分析 （3）固结计算 （5）流 流-固耦合分析 （7）参数敏感性 （2）安全性分析 （4）渗流计算 （6）动力分析 动力分析 （8）土工试验仿真模拟7Sep，2010Pl i 操作界面 Plaxis• 几何建模 • 有限元网格计算程序• 初始应力 • 计算阶段• 输出图形 • 输出曲线输入程序输出程序8Sep，2010Plaxis2D基坑实例计算涉及4个典型剖面 水平位移极值在淤泥层/49mm•剖面10-10/坑底以下20m为淤泥层 •电梯井开挖深度10.2mSep，20109Plaxis2D边坡实例边坡渗流水压分布云图 未启动排水系统顶部积水渗流入渣场 安全系数1.138 边坡渗流场/启动 排水系统 安全性大幅度提高 安全系数1.964尾矿渣场区域等高图已堆积高度60m/扩容高度45mSep，201010Plaxis2D洞室实例洞室埋入基岩/深108m 洞室高度20m/宽10m开挖工法和开挖顺序都会影响围岩稳定11岩石主应力矢量图/高水平地应力Plaxis2D 基础实例014001401600160016006根800mm 12根400mm 备注钻孔桩预制方桩桩顶最大位移垂直位移30.3mm 28.7mm264.15 kN_m 110.6kN m 跨中桩最大弯矩矩_跨中桩最大剪力92.37 kN47.63kN12Plaxis2D大坝实例•渗流计算•流固耦合分析•安全性评估基岩中有NS2-1-9，NS2-1-5两个软弱夹层夹层抗剪断力学指标分别为f’=0.3，c‘=0.05MPa；f’=0.35，c‘=0.10MPa最终计算得到的安全系数为1.4713动力模块•单震源震动•地震分析收边•能量吸收边界14Plaxis 2D 2010Plaxis2D2010•新增本构模型Hoek-Brown model (rock) (2D 2010)Barcelona Basic model (不饱和土)•渗流整合•基于总孔压的固结分析功能•考虑不饱和和部分饱和性能•改变水力条件•动力模块发展•自由振动分析独立的x,y加速度•FFT153DTunnel•盾构法隧道•新奥法隧道163DTunnel•三维边坡节理岩体本构模型/建立两组节理面三维边坡自重产生位移173D Tunnel•盾构扩挖车站台阶开挖18开挖引起总位移云图•3DTunnel 建模方法•剖面二维模型剖面2D 网格格•自动划分2D 有限元网格3D 网格y•沿z 轴拉伸成为3D 模型(‘z-平面’和‘切块’)xz•分步施工、在每个切块定义开挖3D Tunnel•‘z-平面’和‘切块’y后平面切块z-平面x 前平面z3D Tunnel• 几何模型输入 • 类似于 Plaxis 2D • 经过z-平面进行3D 拉伸 • 1515 节点锲形体 (对应于Plaxis Pl i 2D 中的6-节点单元)3DFoundation• • 桩与桩筏 方桩、圆桩、空心桩、 合成桩等等22Sep，20103DFoundation• 大型基坑23Sep，20103DF 3DFoundation d ti• 筏型基础 • 地基、基础、上部结构共同作用24Sep，20093DFoundation• 堤坝• 近海工程25Sep，2009欢迎访问金土木知识库 金土木知识库： 更多信息敬请联系北京金土木软件技术有限公司 更多信息敬请联系北京金土木软件技术有限公司： • Website: • E-mail: support@ • 电话： 电话 010-8838 010 8838 3866/3766/5466/6366 • Plaxis用户群：27209809/4367677926China,guangzhou April 2008。

中⽂参考⼿册-PLAXIS2D--岩⼟三维建模分析参考⼿册⽬录1简介 (7)2 ⼀般说明 (7)2.2 ⽂件处理 (9)2.3 帮助⼯具 (9)2.4 输⼊⽅法 (10)3 输⼊前处理 (10)3.1 输⼊程序 (10)3.5 荷载和边界条件 (28)4 材料属性和材料数据组 (33)4.1 模拟⼟体及界⾯⾏为 (35)4.1.1 ⼀般标签页 (35)4.1.2 参数标签页 (39)4.1.3 渗流参数标签页 (50)4.1.4 界⾯标签页 (56)4.1.5 初始标签页 (61)4.2 不排⽔⾏为模拟 (63)4.2.1 不排⽔（A） (64)4.2.2 不排⽔（B） (64)4.2.3 不排⽔（C） (64)4.3 ⼟⼯试验模拟 (64)4.3.1 三轴试验 (67)4.3.2 固结仪试验 (68)4.3.3 CRS (68)4.3.4 DDS (69)4.3.6 结果 (70)4.4 板的材料数据组 (70)4.4.1 材料数据组 (71)4.4.2 属性 (71)4.5.1 材料数据组 (74)4.5.2 属性 (74)4.6 锚杆的材料数据组 (75)4.6.1 材料数据组 (76)4.6.2 属性 (76)4.7 ⼏何构件的材料数据组赋值 (76)5 计算 (77)5.1 计算程序界⾯ (77)5.2 计算菜单 (78)5.3 计算模式 (79)5.3.1 经典模式 (80)5.3.2 ⾼级模式 (80)5.3.3 渗流模式 (81)5.4 定义计算阶段 (81)5.4.1 计算标签页 (81)5.4.2 插⼊或删除计算阶段 (82)5.4.3 计算阶段的标识和顺序 (82) 5.5 分析类型 (83)5.5.1 初始应⼒⽣成 (83)5.5.2 塑性计算 (85)5.5.3塑性（排⽔）计算 (85)5.5.4 固结（EPP）分析 (85)5.5.5 固结（TPP）分析 (86)5.5.6 安全性（PHI/C折减） (86) 5.5.7 动⼒分析 (87)5.5.8 ⾃由振动 (87)5.5.9 地下⽔渗流（稳态） (88)5.5.10 地下⽔渗流（瞬态） (88) 5.5.11 塑性零增长步 (88)5.6 加载步骤 (90)5.6.1 ⾃适应步长法 (90)5.6.2 加载终极⽔平法 (90)5.6.3 加载步数法 (91)5.6.4 ⾃适应步长（固结） (92)5.7 计算控制参数 (92)5.7.1 迭代过程控制参数 (93)5.7.2 孔压限定 (97)5.7.3 荷载输⼊ (97)5.7.4 控制参数 (100)5.8 分步施⼯‐⼏何定义 (102)5.8.1 改变⼏何模型 (102)5.8.2 激活或冻结类组或结构对象 (103) 5.8.3 激活或改变荷载 (103)5.8.4 应⽤指定位移 (104)5.8.5 材料数据组重新赋值 (105)5.8.6 在块类组上施加体积应变 (105) 5.8.7 施加锚杆预应⼒ (106)5.8.8 施加隧道衬砌收缩 (106)5.8.9 ΣMstage < 1 的分步施⼯ (107) 5.8.10 未完成的分步施⼯计算 (108) 5.9 分步施⼯‐⽔⼒条件 (109)5.9.1 ⽔的单位重度 (109)5.9.2 潜⽔位 (109)5.9.3 封闭边界 (113)5.9.4 降⽔ (113)5.9.5 类组⽔位分布 (114)5.9.6 渗流和固结边界条件 (115)5.9.7 特殊对象 (115)5.10 荷载乘⼦ (115)5.10.1 标准荷载乘⼦ (116)5.10.2 其它乘⼦和计算参数 (118)5.10.3 动⼒乘⼦ (119)5.11敏感性分析&参数变化 (120)5.11.1敏感性分析 (121)5.11.2参数变化 (121)5.11.3定义参数变化 (121)5.11.5 敏感度—查看结果 (123)5.11.6 参数变化 — 计算边界值 (125) 5.11.7 查看上下限 (125)5.11.8 查看变化结果 (125)5.11.9 删除结果 (126)5.12 执⾏计算 (126)5.12.1 预览施⼯阶段 (126)5.12.2 选定曲线点 (126)5.12.3 执⾏计算过程 (126)5.12.4 放弃计算 (127)5.12.5 计算过程中输出 (127)5.12.6 选择拟输出计算阶段 (130)5.12.7 重置分步施⼯设置 (130)5.12.8 计算过程中调整输⼊数据 (131)5.12.9 ⾃动误差检验 (131)6 输出程序‐概览 (133)6.1 输出程序的界⾯ (134)6.2 菜单栏中的菜单 (135)6.3 输出程序中的⼯具 (138)6.4绘图区 (144)6.5 输出的视图 (147)6.6报告⽣成 (148)6.7⽣成动画 (151)7 输出程序中的可⽤结果 (152)8曲线 (161)1简介PLAXIS 2D是⼀个专门⽤于各种岩⼟⼯程问题中变形和稳定性分析的⼆维有限元计算程序。

PLAXIS3D v2.1 建模介绍------------应上海分元土木总版主GEOFEM的要求cdstudio@simwecdstudio@yantubbscdstudio@geofem PLAXIS的工具条1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1—定义材料,桩,墙等2—定义工作面3—设定工作水平面4—定义钻孔数据(具体土体属性在钻孔数据定义中设置,这个与PLAXIS2D不同)5—定义边界等6—水平支撑7—竖向支撑8—板(水平)9—连续墙10—桩11—embedded pile嵌岩桩12—地铆13—弹性支座,竖向14—竖直向可移动支座15—竖直向不可移动支座16--竖向面荷载17—水平面荷载18—竖向线荷载19—水平线荷载20—集中荷载21—生成平面2D网格22—生成3D网格PLAXIS3D的建模是以工作平面为基础的, 比如我们定义一个工作面表示模型的最终的深度为-12m, 在这4个工作面(0 -- -9)上,有特殊的东西,比如支撑,板,有连续墙经过或是本工作面到下一个工作面之间有开挖等.在钻孔定义中: 钻孔定义就是如果我们把整个模型从地表到地底挖出一条试样出来,从旁边看是什么样的, 在这里定义土的种类及地下位, 这些信息可以这个地方不同, 最后建模的时候是在不同的钻孔数据间由程序自动完成线性插值. 后期施工步定义的时候也可以再做修改,以满足不同材料回填,降水等要求.结构物的几何及物理特性定义要先定义然后就可以进行2D网格生成,再进行3D网络生成然后点上面的计算进入施工步定义1 2 3 4 5 61—增加施工步2—设置施工步(名字等参数)3—当前设置的施工步5—查看当前的施工步定义后的模型(可查看水压力分布)6—定义以后要画曲线的点与PLAXIS2D一样,除了土不用激活以外,其它的结构物及荷载必须根据施工步进行激活,直接在要设置的地方点鼠标, 就可以设置本工作面以下是否开挖, 是否水下开挖, 本工作面的板是否存在等, 设置完后可以点图标5查看定义是否正确下图就是本步水压力分布图下图是开挖后的模型,可以看到盖板已经放好,地下连续墙也已经激活, 0米到-3米已经开挖.检查完没有问题以后, 就可以点击计算了, 然后就是结果查看, 与PLAXIS2D没太大区别.这里只是很简单的说了一下建模的大致过程, 具体的情况要根据实际完成, 但万变不离其中, 因为一个软件刚开始成形时的概念就已经固定了,以后有什么升级也没有什么太大的变化. PLAXIS3D最关键的地方不在坐标上, 而在工作层上 , 水平面上为x和z坐标, 竖直方向是y坐标, 搞明白这个问题了,就很容易现解了. 希望大家共同学习提高.。

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2.3 塑性模型的隐式积分
应力增量Δσ是由应力率依据方程（2.7）积分而来。微分的塑性模型应力增量可以写为：
(2.14)
e
D 表示当前应力增量下的弹性矩阵。应变增量Δε是由位移增量Δv通过应变插值矩阵B计算得到 的，与方程(2.10)类似。对于弹性材料，塑性应变增量Δεp是0。对于塑性材料，塑性应变增量可以 依照Vermeer (1979)写成以下形式：
2.1 连续介质变形的基本方程 ................................................................................. 2 2.2 有限单元法 ......................................................................................................... 3 2.3 塑性模型的隐式积分 ......................................................................................... 4 2.4 全局迭代过程 ..................................................................................................... 5 3 地下水渗流理论 .......................................................................................................... 6 3.1 稳态流的基本方程 ............................................................................................. 6 3.2 有限元离散 ......................................................................................................... 6 3.3 界面单元中的渗流 ............................................................................................. 8 4 固结理论 ....................................................................................................................... 9 4.1 固结的基本方程 ................................................................................................. 9 4.2 有限单元离散 ..................................................................................................... 9 4.3 弹塑性固结 ........................................................................................................11 5 单元公式 ..................................................................................................................... 12 5.1 线单元的插值函数 ........................................................................................... 12 5.2 三角形单元的插值函数 ................................................................................... 13 5.3 线单元的数值积分 ........................................................................................... 14 5.4 三角形单元的数值积分 ................................................................................... 15 5.5 形函数的导数 ................................................................................................... 16 5.6 单元刚度矩阵的计算 ....................................................................................... 17 6 敏感性分析与参数变化理论 ..................................................................................... 18 6.1 敏感性分析 ....................................................................................................... 18

Delft大学开始研发的。最初的目的是为了在荷兰特有的低地软土上 建造河堤，开发一个易于使用的有限元分析程序。
• 随着Plaxis 的发展，逐渐完善成为一套理论基础坚实、界面友好、
逻辑性强的适用于大多数岩土工程领域的软件。成功地应用于岩土 工程中繁杂耗时的非线性有限元的计算工作。
Plaxis 的突出优势:
ΣMsf =
c creduced
tan ϕ = tan ϕ reduced
逐步降低破坏线
tan ϕ reduced
土坝稳定问题
----------《土工结构安全系数的计算》（宋二祥）
c=10kPa phi=300
位移增量等值线图 安全系数表示
土工织物加强路堤的安全系数
------《土工结构安全系数的计算》（宋二祥）
– 不排水材料
• 在阶段1中选择“忽略不排水 ”选项，用来防 止产生超孔隙水压力
– 如果已经使用过K0 过程
• 在初始阶段重复 K0 过程, 但是设置 ΣMweight = 0; 这样就会重置所有初始应 力为0.
重力加载
以下情况下需要使用重力加载 来代替K0过程:
非水平土层ห้องสมุดไป่ตู้
非水平水位线
界面
• 土和结构的相互作用
• 由熟悉土力学的人员开发的软件，适合岩土工程问题的 计算分析 • 有稳定的开发队伍 • 有CUR的支持、指导、不断发展 （CUR-土木工程研究与标准中心，30多个欧洲企业组成 的协会）
PLAXIS 发展历程
Plaxis 2D (v9) 与 v8 的对比:
• 施工步重置 • 土工实验室 • 参数变量与敏感性分析 • HSsmall模型（小应变）
注意事项:
– 计算点的选取（破坏体中） – 设置足够的加载步 – 使用足够精细的网格

6.6 小应变强化土模型(HSS)最初的强化土模型假设土体在卸载和再加载时是弹性的。

但是实际上土体刚度为完全弹性的应变范围十分狭小。

随着应变范围的扩大，土体刚度会显示出非线性。

通过绘制土体刚度和log 应变图可以发现，土体刚度呈S 曲线状衰减。

图6.11显示了这种刚度衰减曲线。

它的轮廓线（剪切应变参数）可以由现场土工测试和实验室测试得到。

通过经典实验在实验室中测得的刚度参数，例如三轴试验、普通固结试验，土体刚度已经不到初始状态的一半了。

图6.11 土体的典型刚度-应变曲线，以及实验室试验和土工结构的应变范围 用于分析土工结构的土体刚度并不是依照图6.11在施工完成时的刚度。

需要考虑小应变土体刚度和土体在整个应变范围内的非线性。

HSSmall 模型继承了HS 模型的所有特性，提供了解决这类问题的可能性。

HSSmall 模型是基于HS 模型而建立的，两者有着几乎相同的参数。

实际上，模型中只增加了两个参数用于描述小应变刚度行为:初始小应变模量0G ；剪切应变水平0.7 ，割线模量s G 减小到70%0G 时的应变水平。

6.6.1 用双曲线准则描述小应变刚度在土体动力学中，小应变刚度已经广为人知很长一段时间。

在静力分析中，这个土体动力学中发现一直没有被实际应用。

静力土体与动力土体的刚度区别应该归因于荷载种类（例如，惯性力和应变），而不是范围巨大的应变范围，这点在动力情况下很少考虑（包括地震）。

因为惯性力和应变率只对土体刚度有很小的影响，动力土体刚度和小应变刚度实际上是相同的。

土体动力学中最常用的模型大概就是Hardin-Drnevich 模型。

由实验数据充分证明了小应变情况下的应力-应变曲线可以用简单的双曲线形式来模拟。

类似的Kondner （1962）在Hardin&Drnevich （1972）的提议下发表了应用于大应变的双曲线准则。

011s r G G γγ=+ (6.72)其中极限剪切应变r γ定义为：max0r G τγ= (6.73)max τ是破坏时的剪应力。

2.3.1 几何对象的输入 几何模型的产生基于点和线的输入,通过在画图区移动鼠标完成。某些几何对象可 以通过菜单或工具栏直接生成，但大部分几何对象的输入需要通过画图完成。对 于任意一种绘图模式来说，在画图区点击鼠标左键开始绘制图形,产生第一个点。 然后在下一个点处再次点击鼠标左键，生成另外一个点，由此两点构成一条线。 画图过程通过点击鼠标右键或按<Esc>键结束。
3
砂土层上圆形基础的沉降 (第一课) ........................... 3-1
3.1 几何形状 .............................................. 3-1
3.2 实例A：刚性基础 .................................................................. 2-3
2.3.3 选择输入 ........................................ 2-3
2.3.4 结构化输入....................................... 2-4
6
拉锚地连墙支护下的降水开挖（第四课） ...................... 6-1
6.1 输入 .................................................. 6-1
6.2 计算 .................................................. 6-4
1 绪论
PLAXIS 是一个专门用于岩土工程变形和稳定性分析的有限元计算程序。通过简单 的输入过程可以生成复杂的有限元模型，而强大的输出功能可以提供详尽的计算 结果。计算过程以稳定的数值方法为基础,本身完全自动。用户能够在几小时培训 后使用此计算程序。 通过对广泛实际问题的处理，本手册内的辅导课程涵盖了程序的大部分特征，旨 在帮助用户熟悉 PLAXIS，但这些课程不是实际项目。 用户应具有土力学的基本知识，能够在 Windows 视窗下工作。特别建议用户按照 示范手册的顺序学习这些课程。辅导课程也列在 PLAXIS 程序目录的实例文件夹下 ，可以用来检查计算结果。 本示范手册既不提供有限元方法的理论背景知识，也不解释程序中多种土力学模 型的具体情况。后者可以在材料模型手册中得到，而理论背景则由科学手册给出 。对于程序特征的详细信息，用户可以参见参考手册。除了整套手册，短期学习 班也在世界范围内定期举行用来提供给用户使用程序的操作经验和背景知识。

表 2.1 可用单位及其与默认单位之间的换算关系
长度
mm cm
换算关系
= 0.001 m = 0.01 m =1m = 1000 m = 0.0254 m = 0.3048 m = 0.9144 m
力
N
换算关系
= 0.001 kN = 1 kN = 1000 kN = 0.0044482 kN = 4.4482 kN
[m] [kN] [day] [m] [m] [kN/m2 ]=[kPa] [kN/m2 ] [deg.] [deg.] [kN/m ] [m/day]
3.1 3.2
9 11 11 12 13 15 15 15 16 16 17 17 18 19 19 20 20 23 23 23 24 25 26 26 26 27 30 33 33 34 35 35 36 37 37 37 38 38 38 38 39 40 40 41 42
3
4
模拟荷载和结构 - 结构模式 4.1 辅助工具 4.1.1 旋转对象 4.1.2 拉伸对象 4.1.3 复制对象 - 阵列 4.2 几何对象 4.2.1 点 4.2.2 线 4.2.3 多段曲线 4.2.4 面 4.2.5 体 4.2.6 几何对象的高级选项 4.3 荷载 4.3.1 点荷载 4.3.2 线荷载 4.3.3 面荷载 4.4 指定位移 4.4.1 指定点位移 4.4.2 指定线位移 4.4.3 指定面位移 4.4.4 收缩 4.5 结构 4.5.1 固定端锚杆 4.5.2 梁 4.5.3 点对点锚杆 4.5.4 Embedded 桩 4.5.5 板 4.5.6 土工格栅
PLAXIS 3D 2010 | 参考手册
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参考手册
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参考手册 | PLAXIS 3D 2010

Plaxis 3D介绍主要内容‹ ‹ ‹PLAXIS 定位与发展 PLAXIS 产品与服务 PLAXIS 3D功能介绍定位与目标• • • 2D、3D齐头并进的高端有限元程序 将PLAXIS发展为广大岩土工程师乐于接受和使用的程序 为客户提供各种便利条件，包括软件培训、技术支持及特殊项目的模拟、计算发展理念• • • • 供日常使用，稳定、可靠的岩土工程软件 “稳定”、“用户友好”、“高品质” 针对土体本构模型的持续改进与完善(模型参数的简便获得） 三维动力、渗流分析PLAXIS产品及服务‹ PLAXIS 2D主模块 渗流模块 动力模块‹ PLAXIS 3D3DF 3DT3DPLAXIS技术服务技术服务之—— ——PLAXIS PLAXIS期刊： 期刊/Training/datum/plaxis2008082901.htm金土木官网>软件 金土木官 培训>技术资料技术服务之—— ——PLAXIS PLAXIS网络培训： 网络培训/Training/datum/wlpx20090701.asp1、PLAXIS在边坡 边坡工程中的应用 2、PLAXIS在隧道 隧道工程中的应用 3、PLAXIS在基坑 基坑工程中的应用 4、PLAXIS应用举例-地基处理 地基处理 5、PLAXIS应用举例-基坑 基坑工程实例 6、PLAXIS在桩基 桩基工程中的应用 7、PLAXIS 2D应用中的几个问题 8、PLAXIS 3DF在路基工程 路基工程中的应用 9、PLAXIS 三维基坑 基坑工程 10、PLAXIS 三维基础 基础工程金土木官网>软件 培训>课程安排> 网络培训技术服务之—— ——PLAXIS PLAXIS教学录像： 教学录像金土木官网>软件 培训>教学录像z 《PLAXIS岩土工程软件使用指南 岩土工程软件使用指南》 》理论篇第一章 基本理论 第二章 材料模型 第三章 结构单元教程篇第四章 二维主模块教程 维主模块教程 第五章 二维动力模块教程 第六章 二维渗流模块教程 第七章 三维模块教程工程实例篇第八章 典型工程案例分析PLAXIS 3D• • • • • • 真实、便捷分析三维空间相互作用 高效 灵活 高效、灵活 实用性更强 无限制 DXF, DWG, 3DS, STL, VRML 文件导入 地形图导入工具PLAXIS 3D PLAXIS3Dz土层定义–多钻孔–Plaxis材料模型Pl i¾针对土：硬化模型小应变硬化模型¾针对岩石-霍克布朗准则PLAXIS 3D PLAXIS3D命令流每步操作行命令–=一行命令–模型修改功能–模型重现z Excel 表格-PLAXIS 3DPLAXIS 3DPLAXIS3D计算–便捷定义施工步–施工步自动重生成–64-位计算内核–并行计算–批处理15万单元耗时约3h（8G内存）z 并行计算z 批处理PLAXIS 3DPLAXIS3D输出任剖面输出–任一剖面输出–实时信息框–框选、动态剖面输出–输出文字(导入Excel)–计算报告(pdf、rtf、HTML)–动画PLAXIS 3D PLAXIS3D 输出PLAXIS 3D 应用案例-路基加固PLAXIS 3D 应用案例-路基加固PLAXIS 3D应用案例-深基坑开挖及支护PLAXIS 3D应用案例-隧道开挖&已有桩基PLAXIS 3D 应用案例-隧道开挖&已有桩基PLAXIS 3D应用案例-隧道&土&基础相互作用PLAXIS 3D 应用案例-支锚隧道THANKS ！更多信息敬请联系北京金土木软件技术有限公司欢迎访问金土木知识库： 更多信息敬请联系北京金土木软件技术有限公司：•Website: •E-mail: support@ 电话010********/3766/5466/6366•电话：010-8838 3866/3766/5466/6366•Plaxis 用户群：27209809/43676779。

PLAXIS通用岩土有限元分析系列软件PLAXIS 2D PLAXIS 3D工程实例北京金土木信息技术有限公司Plaxis.b.vPLAXIS软件是由荷兰公共事业与水利管理委员会提议，于1987年由代尔夫特技术大学开始研发，最初目的是为了解决荷兰特有低地软土的岩土模拟分析问题。

1993年，Plaxis公司正式成立，并于1998年发布第一版Windows系统的PLAXIS软件。

同时，着手三维计算内核的研发，并在2001年、2004年逐步推出PLAXIS 三维隧道分析程序（3DT）、三维基础程序（3DF）。

随着技术的不断累积，2010年，PLAXIS公司又给我们带来了惊喜——新一代PLAXIS软件PLAXIS 2D和PLAXIS 3D（现已发展到2DAE和3D 2013）。

至今，PLAXIS软件已广泛应用于各种岩土工程项目，如：基坑、挡墙、边坡、抗滑桩、隧道、桩（筏）基础、码头工程等，并得到世界各地岩土工程师的认可，日渐成为其日常工作中不可或缺的数值分析工具。

截至2014年初，世界范围内PLAXIS售出多达18,000个产品；其中国内用户已有百余家用户，分别是：交通、建筑、航务、电力、石化、等行业设计院及高校和科研院所。

PLAXIS 2D通用岩土有限元分析软件PLAXIS 2D是一款用于分析岩土工程变形和稳定性的二维有限元软件。

它提供方便的建模方式、先进的本构模型和计算方法，以模拟土和岩石的非线性、时间相关性和各向异性，计算土的静水压力及超静水压力，分析土与结构的相互作用。

其主要功能及特性表现如下：本构模型：线弹性、莫尔库伦、节理岩体（JR）、土体硬化（HS）、小应变土体硬化（HSS）、软土蠕变（SSC）、软土（SS）、修正剑桥粘土（MCC）、霍克-布朗准则(岩石)、NGI-ADP各向异性剪切强度模型(近海)、Sekiguchi-Ohta模型（针对正常固结粘土）、用户自定义本构。

建模：CAD式建模并支持CAD图形导入、命令流（API远程脚本）、15节点高阶单元、自动划分网格。

总位移云图
塑性区
主要结论
• • • • • 标准参数下安全系数1.7；最不利参数下安全系数1.44 火山进一步发展会引发垮塌，每增长200m安全系数降低0.1 仅就火山发展而言，需要上万年才会引发火山岛屿的崩塌 孔隙水热化不会导致滑坡，只导致火山上部的垮塌 侵入岩浆形成的压力对边坡影响显著，可使安全系数降到0.4 与3D模型对比，得出了相同的结论。火山不爆发的情况下， 火山岛屿发展到垮塌需要至少1万年。
双隧道
Plaxis的工作
• • • 1.双隧道开挖围岩的变形机制 2.验证隧道支护与围岩的稳定性 3.地震对结构的影响，输出结构内力包络图
围岩应力云图
开挖后围岩中的应力水平重新分布 双隧道的影响下，中隔墙部分的应力明显集中
开挖引起变形云图
最大位移发生在右侧隧道拱顶(5.37mm)和底部 中隔墙变形较小，加固控制了中隔墙的变形 有效的减小了隧道之间的影响
• •
越南金瓯化肥厂
•
金瓯化肥项目是越南国家最大的化工投资项目。
Plaxis的工作
• • • 1.上部结构无荷载，与其他软件比较 2.上部结构荷载计算与sap2000对比验证 3.计算最终桩基础和加固方案的结构与桩的内力
上部结构的平面计算图
数值模型
• • •
选用15节点三角形单元进行模拟 结构单元使用板单元模拟 建立堆载
安全性分析
安全系数 1.964 水位重新分布明显地增大了边坡安全性 两个滑移面
主要结论
• 1.采用隔水薄层和埋设排水管线。对尾矿坝的稳定起到重要作 用。 2.Plaxis采用强度折减法做安全性分析，其可靠性是广泛认可 的。 3.Plaxis可以自动计算出滑移面，而传统方法滑移面是假设的。