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1MIDASGTS的分析功能

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midas-gts数值分析方法介绍

midas-gts数值分析方法介绍
大或在横向有结构连接； B、地质条件沿地下结构纵向
变化较大，软硬不均； C、隧道线路存在急曲线。
七-3、抗震分析
2、反应位移法分析
1）计算荷载及其组合： A、地震作用（土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力作用），
可由一维土层地震反应分析得到；对于进行了工程场地地震安全 性评价工作的，应采用其得到的位移随深度的变化关系；对未进 行工程场地地震安全性评价工作的，可通过计算公式推算。 B、 非地震作用(土压、水压、自重等)取值、分类应按 《地铁设计规范》执行； C、抗震设计荷载组合应按《建筑抗震设计规范》规定执行。
或粘弹性人工边界等合理的人工边界条件，地震波通过约束边界输入。 当采用振动法输入时，一般采用输入基岩加速度，结构对于基岩
作相对运动，在结构上施加惯性力来实现，这是一种不考虑振动传播 时间的分析方法。
七-3、抗震分析
3、时程法分析 1）地震动参数。根据地勘或安评报告，选用地层动弹模、动泊
松比、加速度时程函数、地震持续时间等。采用三组50年超越概率为 10%地震（E2地震）的基岩加速度时程函数进行时程法分析，取其中 最不利影响结果与反应位移法结果比较。
地铁结构常用分析类型具体实例操作： 1、线性静力分析（荷载-结构模型）； 2、施工阶段分析（地层-结构模型）； 3、抗震分析。
七-2、施工阶段分析
1、一般问题可采用平面应变分析；涉及到不规则地下结构、交叉隧 道等空间问题需进程三维模型分析。 2、三维分析两种建模方法，分别生成六面体单元和四面体单元。
一般情况下，对于埋置于地层中的隧道和 地下车站结构，应按地面至剪切波速大于 500m/s且其下卧各岩土的剪切波速均不小于 500m/s的土层顶面的距离确定基岩面的深度
地震动峰值位移表 地震动峰值位移调整表

MIDAS-GTS

MIDAS-GTS

MIDAS-GTSM I D A S/G T S(岩土和隧道结构专用分析系统)简介1前言MIDAS(迈达斯)是一种有关结构设计有限元分析软件，由建筑/桥梁/岩土/机械等领域的10种软件组成，目前在造船，航空，电子，环境及医疗等新纪尖端科学及未来产业领域被全世界的工程技术人员所使用。

由韩国MIDAS IT公司开发。

MIDAS IT(MIDAS Information Technology Co.Ltd)正式成立于2000年9月1日，主要业务是开发和提供工程技术软件，并提供建筑结构设计咨询服务及电子商务的综合服务公司。

浦项制铁(POSCO)集团成立的第一个venture company，隶属于浦项制铁开发公司(POSCO E&C)。

POSCO E&C是POSCO的一个分支机构，是韩国具实力的建设公司之一。

自从1989年由POSCO集团成立专门机构开始开发MIDAS软件以来，MIDAS IT在不断追求完美的企业宗旨下获得了飞速发展。

目前在韩国结构软件市场中，MIDAS Family Program的市场占有率排第一位，在用户最满意的产品中也始终排在第一位。

北京迈达斯技术有限公司为MIDAS IT在中国的唯一独资子公司，于2002年11月正式成立。

负责MIDAS软件的中文版开发、销售和技术支持工作。

在进入中国市场的第一年，MIDAS软件的用户就已经发展到500多家。

其产品主要分为四块具体见下图1及表1：图1 MIDAS应用领域表1 MIDAS应用领域MIDAS Family Program 机械领域Nastran FX 机械领域通用结构分析系统Midas FX+ 通用有限元分析前后处理软件建筑领域midas Gen建筑领域通用结构分析及最优化设计系统midas ADS剪力墙住宅楼结构分析及自动最优化设计系统midas SDS 楼板和筏板分析及最优化设计系统midas Set 单体构件设计辅助程序midasDrawing结构施工图及材料用量自动计量软件桥梁领域midas Civil桥梁领域通用机构分析及最优化设计系统midasAbutment桥台自动设计系统midas Pier 桥墩自动设计系统midas Deck 桥梁RC板自动设计系统midas FEA 桥梁领域结构详细分析系统岩土领域midas GTS 地基及隧道结构专用分析系统midas GTS2维地基及隧道结构专用分析系统2D（即将发布）midas GeoX 桥梁脚手架等特殊结构专用分析系统2 MIDAS GTS（地基及隧道结构专用分析系统）2.1 关于MIDAS GTSGTS(Geotechnical and Tunnel analysis System)是包含施工阶段的应力分析和渗透分析等岩土和隧道所需的几乎所有分析功能的通用分析软件。

有关midas-GTS-NX软件的介绍

有关midas-GTS-NX软件的介绍

1 midas GTS背景介绍
midas GTS是北京迈达斯技术有限公司研发的岩土用软件，具有迈达斯软件专有优势：汉化界面、交互式操作、强大的可视化。

迈达斯技术有限公司由韩国浦项制铁发展而成的土木工程计算分析软件开发公司，具有独立的研发团队，并在中国、美国、日本、英国、印度、俄罗斯、新加坡等国家成立分公司。

北京迈达斯技术有限公司拥有一批国内研发团队，对软件再次“加工”，让midas 系列软件更加适合中国用户。

此外，北京迈达斯技术有限公司全面负责产品的销售与技术支持。

2 midas GTS功能介绍
midas GTS是为能够迅速完成对岩土及隧道结构的分析与设计而开发的“岩土隧道结构专用有限元分析软件”，是一款采用windows风格操作界面的完全中文化软件，能够提供完全的三维动态模拟功能。

程序提供应力分析、动力分析、渗流分析、应力-渗流耦合分析、边坡稳定分析、衬砌分析和设计功能，并提供莫尔库伦、修正莫尔库伦、邓肯-张、修正剑桥等14种本构及用户自定义本构模型；程序还提供便捷的几何建模功能、地形生成器、隧道建模助手、锚杆建模助手以及丰富的后处理结果；可以广泛应用于地下结构、岩土、水工、地质、矿山、隧道等方面的分析及科研。

自2005年在中国发布至今，在广大用户的信任和支持下，已经走过了九个年头，成为了岩土行业主流的分析与设计软件。

随着行业的发展，GTS也面临新技术的发展及完善，因此在2014年推出midas GTS NX（New Experience），分别在前处理、后处理及计算阶段进行了功能的改善，此外新增加了新的分析功能，具体见下表.
GTS NX功能一览表。

基于MidasGTS方案数值分析

基于MidasGTS方案数值分析

基于MidasGTS方案数值分析（二维）清晨的阳光透过窗帘，洒在键盘上，我泡了杯咖啡，深吸一口气，准备开始这场关于MidasGTS方案数值分析的冒险。

思绪如泉涌，我敲下键盘，让文字在屏幕上跳跃。

MidasGTS，一个让人又爱又恨的软件。

爱的是它能帮助我们解决复杂的工程问题，恨的是它那繁琐的操作步骤。

不过，10年的经验告诉我，只要掌握了它的精髓，就能轻松应对各种难题。

一、模型建立1.参数设置：根据工程实际情况，确定模型的尺寸、材料属性、边界条件等参数。

2.网格划分：采用三角形或四边形网格，对模型进行离散化处理。

3.荷载施加：根据工程需求，对模型施加相应的荷载，如集中荷载、线性荷载等。

二、分析求解1.选择求解器：根据模型特点，选择合适的求解器，如静态分析、动态分析等。

2.计算迭代：通过迭代计算，求解模型在各种荷载作用下的位移、应力等参数。

3.结果输出：将计算结果以图形或表格形式输出，方便后续分析和优化。

三、结果分析1.位移分析：观察模型在荷载作用下的位移分布，判断是否符合设计要求。

2.应力分析：分析模型在荷载作用下的应力分布，判断是否存在应力集中现象。

3.稳定性分析：评估模型在荷载作用下的稳定性，确保工程安全。

四、优化调整1.参数调整：根据结果分析，对模型参数进行调整，以达到最佳设计效果。

2.结构优化：对模型进行结构优化，降低成本，提高性能。

3.方案完善：结合实际工程需求，对方案进行完善，确保工程顺利进行。

1.考虑边界条件：边界条件对分析结果的影响非常大，要确保边界条件设置正确。

2.关注荷载组合：不同荷载组合下，模型的表现可能截然不同，要全面分析各种荷载组合。

3.误差控制：在计算过程中，要关注误差控制，确保计算结果的准确性。

4.结果验证：对计算结果进行验证，确保分析结果的可靠性。

写着写着，阳光已经移到了窗台上，咖啡也喝完了。

我看着屏幕上的文字，仿佛看到了一个个工程项目的成功落地。

这就是MidasGTS 的魅力，它能让我们在虚拟世界中，预演现实中的工程。

MIDAS_GTS帮助文件-分析

MIDAS_GTS帮助文件-分析

MIDAS_GTS帮助文件-分析分析工况z功能定义分析工况，只有定义了分析工况才能进行分析。

针对一个荷载工况只能做一种类型的分析。

在分析工况中要指定分析模型、荷载组、边界组，即将三者联系起来并指定做某种分析。

z命令主菜单: 分析 > 分析工况...(Analysis > Analysis Case...)z输入<分析工况>添加(Add)添加新的分析工况。

编辑(Modify)修改已经建立的分析工况。

复制(Copy)复制已经建立的分析工况。

删除(Delete)删除已经建立的分析工况。

<添加/编辑分析工况>名称(Name)输入分析工况名称。

说明(Description)输入对分析工况的描述，可不输入。

分析类型(Analysis Type)选择分析类型。

程序中提供了八种分析类型。

1. 静力分析(Static)2. 施工阶段分析(Construction Stage)3. 特征值分析(Eigenvalue)4. 反应谱分析(Response Spectrum)5. 时程分析(Time History)6. 稳定流分析(Seepage(Steady-State))7. 非稳定流分析(Seepage(Transient))8. 固结分析(Consolidation)z参考分析前同时要确认一般分析控制(General Analysis Control)和分析选项(Analysis Option)。

分析类型 - 静力分析做静力分析。

定义分析模型和分析控制。

<添加/编辑分析控制-静力分析>分析模型(Analysis Model)选择分析中使用的单元组、边界组、荷载组。

激活和钝化均以组为单位。

分析控制(Analysis Control)点击右侧的定义分析控制选项。

静力分析的分析控制中要定义非线性分析控制选项。

分析类型 - 施工阶段分析做施工阶段分析。

因为施工阶段分析中使用的单元组、荷载组、边界组均在定义施工阶段命令中进行，所以在这里仅需定义分析控制。

midas gts NX分析工况

midas gts NX分析工况

利用施工阶段分析可以模拟岩土的施工过程。施工阶段分析由多个施工阶段构成，可以 按各阶段激活或钝化荷载、边界条件或单元，这种荷载、边界或单元的变化适用于任一阶 段。在GTS NX中，可以使用如下多种分析功能进行施工阶段分析。 应力－边坡分析 施工阶段过程中的应力分析及边坡稳定分析。 渗流分析 按施工阶段的稳定流及瞬态流分析。 应力－渗流－边坡耦合分析 施工过程中进行渗流-应力耦合及边坡稳定分析。 固结分析 对施工阶段中堆土及环境变化的固结分析。 完全应力－渗流耦合分析 考虑非稳定渗流的完全应力- 渗流耦合分析。
file://C:\Users\002702\AppData\Local\Temp\~hhB27D.htm
2015/2/13
w
页码，2/33(W)
新建
概要 创建执行分析的“分析工况”。设置各分析方法的使用的分析条件（网格组、边界条 件、荷载条件等）的阶段。特别是施工阶段分析的情况，可以采用5种不同的方法分析并且可 设定分析要用的数据。而且，可调整详细的分析选项及输出结果选项，并且可通过设置多个 施工阶段组对一个模型进行反复分析。
w
页码，1/33(W)
பைடு நூலகம்
分析工况
岩土分析可以通过与一般的结构分析的比较来解释。结构分析强调在结构上起作用的不 确定性荷载的权重。因此，可对通过系统性地组合各种结果获取的最大构件力执行构件设 计。与此相反，在岩土分析中，与荷载相比更重视的是施工阶段及材料自身的不确定性，掌 握岩土内部的物理性状态是非常重要的。因此，在岩土分析中，建模过程中会采用实体单 元，使之最大限度地反映岩土的形状和施工状况。应尽可能地考虑材料的各种非线性、各向 异性及原场地应力状态，来反映真实的现场状态。 岩土分析的程序可用于模拟实际现场条件，判断设计或施工条件是否可行。在岩土分析 中，涵盖的分析领域从一般性的静力分析，到渗流分析、应力-渗流耦合分析、固结分析、施 工阶段分析、动力分析、边坡稳定分析等。 提供的岩土分析功能如下。在这部分简要地概述了分析方法和对分析选项进行说明。详 细的分析信息须参考理论分析手册第五章。 1. 静力分析（Static Analysis） （1）线性静力分析 （2）非线性静力分析（非线弹性或弹-塑性分析） 2. 3. 施工阶段分析（Construction Stage Analysis） 渗流分析（Seepage Analysis） （1）稳定流分析（Steady State） （2）瞬态流分析（Transient） 4. 应力-渗流耦合分析（Coupled Seepage-Stress Analysis） （1）渗流-应力连续分析（Seepage-Stress Sequential Analysis） （2）固结分析（Consolidation Analysis） （3）完全应力-渗流耦合分析（Fully-coupled Seepage-Stress Analysis） 5. 动力分析（Dynamic Analysis） （1）特征值分析（EigenValue Analysis） （2）反应谱分析（Response Spectrum Analysis） （3）线性时程分析（振型叠加法）（Linear Time History（Modal）） （4）线性时程分析（直接积分法）（Linear Time History（Direct）） （5）非线性时程分析（Nonlinear Time History Analysis） （6）二维等效线性分析（2D Equivalent Linear Analysis） 6. 边坡稳定分析（Slope Stability Analysis） （1）边坡稳定分析（SRM）（Strength Reduction Method） （2）边坡稳定分析（SAM）（Stress Analysis Method） （3）非线性时程分析 + SRM（Dynamic-Slope Coupled Analysis）

GTS NX主要分析功能介绍


[应力-渗流完全耦合分析]
5
验证例题
→ 对比参考文献的验证 → 使用标准例题对单元/材料的验证
Griffiths, D.V and Lane, P.A., Slope stability analysis by finite elements, Geotechnique, 1999
→ 对新功能有超过100个以上的验证例题
06 支持动力非线性分析
07 支持应力-渗流完全耦合分析
64位高性能计算
→ 可使用电脑配置的所有内存：32位程序仅能使用4GB内存 → In Core计算技术：考虑用户操作环境自动调整数据存储方法 → 并行计算技术：支持多核多线程计算
Out of core
[Model export]
In core
Pivot (CPU)
Update stiffness and residual(K i , f i ) thread0 Update stiffness and residual(K i , f i ) thread2 Update stiffness and residual(K i , f i ) thread3
m
k p,n
前阶段的渗透系数
150
k p , n 1 后阶段的渗透系数 m 亚松弛系数
[孔隙水压结果]
Strack, O. D. L. and Asgian, M. I., "A New Function for Use in the Hodograph Method“, Water Resources Research, 1978
x 3.08
191 sec
CPU Memory
[模型信息]
Intel Xeon X5647 2.93 GHz 8 core DDR3 48 Gigabyte

midas GTS简介

midas GTS简介一．midas GTSmidas GTS（Geotechnical and Tunnel analysis System）是将通用的有限元分析内核与岩土结构的专业性要求有机地结合而开发的岩土与隧道结构有限元分析软件。

二．特点1)岩土专业分析与设计软件：全面的岩土领域分析功能，既提供二维的也提供三维的岩土分析功能；2)高效的前处理：中文界面、CAD风格几何建模、丰富多样网格划分、内置各种建模助手（隧道、锚杆、施工阶段等建模助手）；3)专业的单元库和本构模型：15种本构模型和用户自定义本构模型；4)完美的后处理：组合包络结果；等值线、矢量、剖断面输出云图；动画、表格、计算书等等.三．适用范围•岩土工程施工阶段模拟•复杂的地层和地形、地下结构开挖和临时结构的架设与拆除•基坑、矿山巷道、井建的开挖、支护•隧道口、T型/Y型连接部、陡坡、竖井或横向通道与主隧道的连接等•渗流分析•隧道、大坝、边坡的稳态/非稳态渗流分析•将达西定律的应用从饱和区域扩展到非饱和区域•在Van Genuchten和Gardner’s公式中可自定义其非饱和特性函数•应力渗流耦合分析•固结分析•排水（非粘性土）分析与非排水（粘性土）分析•各阶段的孔隙水压和固结沉降结果•边坡稳定分析•强度折减法•极限平衡法•动力分析•地震、爆破等任意荷载的动力分析•振型分析、反应谱分析、时程分析•内含地震波数据库、自动生成地震波、与静力分析结果的组合功能•衬砌、锚杆的结构分析与设计•荷载-结构模式的二衬的内力、应力、变形计算与设计•锚杆单元的内力、应力、变形计算与设计。

Midas_GTS软件在边坡三维稳定分析中的应用

1 Midas/ GTS 软件概述
Midas/ GTS 是针对岩土工程而开发的有限元 软件 ,该软件具有简洁的界面 、前后处理功能强大的 岩土材料模型库 ,能满足大部分岩土体的破坏模式 , 因此用此软件对边坡工程的建立三维数值模型 ,比 较接近真实情况 ,且计算结果相对安全 。
GTS 模块是包含施工阶段的应力分析和渗透 分析等岩土和隧道所需的几乎所有分析功能的通用 分析软件 ,是经过验证的各种分析功能 、快速准确的 有限元求解器 、CAD 水准的三维几何建模功能 、自 动划分网格 、映射网格等高级网格划分功能 、方便快
地质灾害与环境保护
2009 年
图 3 天然工况下 X2Z 剖断面最大剪应变云图 Fig. 3 The biggest shearing st rain cloud chart of X2Z
section under nat ural
图 4 天然 + 暴雨 + 地震工况下 X2Z 剖断面水平方向位 移云图
C1 = C/ F
(1)
φ1
= arctan
tan<
F
(2)
然后将 C 作为新的计算参数输入 , 再进行试
算 ,直到计算没有收敛为止 ,将没有收敛的阶段视为
破坏 ,并将该阶段的最大的强度折减率作为边坡的
最小安全系数 ,此时坡体达到极限状态 ,发生剪切破
第 20 卷 第 3 期
帅红岩 、韩文喜 、赵晋乾 :Midas/ GTS 软件在边坡三维稳定分析中的应用
1 0 5
坏 ,同时可以得到坡体的破坏滑动面 。
3 边坡三维数值模型分析实例
3. 1 工程概况 该边坡最大高程约 540 m ,相对高差约 110 m ,
平均坡向 195°,边坡下部较陡 ,中上部较缓 ,其下部 平均坡度约 40°,中上部平均坡度约 30°,局部形成 天然马道 ,植被发育 。边坡出露地层主要为第四系 坡积粘土 、含碎石粘土 、含粘土块石 、含角砾粘土 、含 粘土碎石及志留系页岩组成 ,揭露覆盖层厚度 2. 20 ～38. 00 m ,页岩产状为 320°～344°∠56°～61°,岩 层内倾 。边坡东西两侧各发育一条冲沟 ,西侧冲沟 平时无流水 ,为降雨时边坡的主要排水通道 ,切割深 度约 3 m ,宽约 4 m ;东侧冲沟常年见流水 ,流量较 小 ,冲沟切割深度约 5 m ,宽约 5 m 。边坡地下水埋 深较深 ,基本位于覆盖层中部 。 3. 2 物理力学参数的选取

midas GTS NX的线性和非线性动力分析

Maximum Accel.(m2/sec) 0 10 GTS NX Flush
[ 输入地层的动力非线性特性 ]
10
20 30
20
地表面加速度(m/sec2)
1.50 1.00
30 40 Depth (m)
40
50 60 70 80 90 GTS NX Flush
0.50 0.00 0 -0.50 -1.00
各土层最大加速度 – 用于判断液化
11
01 GTS NX 的动力分析概要 02 自由场分析 (FFA) 03 反应谱分析 04 二维等效线性分析
05 线性时程分析(直接积分/振型叠加)
06 非线性时程分析(直接积分
法) 07 非线性时程分析+强度折减法
08 振动加速度级的输出
反应谱分析
反应谱分析概要
0.03
Relative Displacement T1(m)
0.02 0.01 0.00
反应谱分析
-0.01
-0.02 -0.03 0 5
Time(sec) Linear Non-linear
10
15
7
01 GTS NX 的动力分析概要 02 自由场分析 (FFA) 03 反应谱分析 04 二维等效线性分析
→ 使用单自由度体系的最大位移、最大速度、最大加速度响应谱计算结构响应的方法
→ 虽然与时程分析方法相比结果有误差，可用于对分析效率有要求的大型结构或对结果精确度要求不高的结构
[ 无阻尼时]
[ 生成单自由度体系的位移响应谱的过程 ] [ 有阻尼时] 13
01 GTS NX 的动力分析概要 02 自由场分析 (FFA) 03 反应谱分析 04 二维等效线性分析
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εz
=
1 E
[σ
z
−ν (σ x
+ σ y )]
(1.7)
所以体积模量 K (bulk modulus) 可使用下面公式表示。
K = [(σ x + σ y + σ z ) / 3] = E
ΔV /V
3(1− 2ν )
(1.8)
在岩土上使用体积模量K(bulk modulus)和剪切模量G(shear modulus)的概念虽然 不是很准确，但是比E和ν表现得更简单更明确，使用起来更方便。下图说明的是K 和G的物理意义。
83
分析理论手册
84
According to the magnitude of the stress increment
Tangent modulus
1
dσ
tr
ses
dε
S
Δσ
1 Δε
Secant modulus
ε Strain
According to the loading condition z
)
(1.2) (1.3) (1.4) (1.5)
82
第一篇 MIDAS/GTS的分析功能
岩土材料的体积变形率如下：
ΔV V
= εx
+εy
+εz
=
(σ x
+σy E
+ σ z ) (1− 2ν )
(1.6)
且，
εx
=
1 E
[σ
x
−ν (σ y
+ σ z )]
εy
=
1 E
[σ
y
−ν (σ z
+ σ x )]
通过平衡方程式可求得位移向量。这样通过已知荷载和刚度计算位移的方法叫位移 法 (displacement method)。利用求得的位移通过变形协调方程(compatibility equation)可以得到应变，然后通过本构方程(constitutive equation)可获得应 力。
模型发生变形时，模型内部的任意点的坐标(x, y, z)将移动到新的坐标(x+u, y+v, z+w)位置。单元不是刚体时，位移向量(u, v, w)在单元内部是连续变化的，这种 变化可以用x、y、z坐标的函数表现。如下图所示，在任意空间上分别具有微小长 度δx、δy、δz的纤维(fiber)在变形后具有新的方向。
土木领域的大部分问题可以概括为两个问题，一个是“结构在给定的荷载作用下是 否安全？”，一个是“结构到完全破坏前的变形有多大？”。为了获得地基的变形 需要地基的应力-应变关系，但是众所周知岩土材料的本构关系相当复杂，与材料 的构成、孔隙比、应力历程以及加载方式均有关系。
在实际设计中，为了便于计算会将岩土的应力-应变关系简化成一些理想化的本构 关系。虽然仅用弹性模量和泊松比的变化来描述岩土特性不是很准确，但是对模拟 一些特定的岩土材料还是非常有效的。在此要注意的是对弹性模量的定义。
79
分析理论手册
2. 静力分析
2.1 概要
静力分析是指结构不发生振动状态下的分析，一般来说外部荷载的频率比结构的基 本周期的1/3还小时可认为是静力荷载。静力分析的类型如下：
A. 线弹性分析 (linear elastic analysis) B. 非线性弹性分析 (nonlinear elastic analysis) C. 弹塑性分析 (elastoplastic analysis)
泊松比 0.28~0.30
0.30 0.27~0.30 0.26~0.29
0.30 0.26~0.28
0.15~0.20
ห้องสมุดไป่ตู้0.27~0.31 0.23~0.27
0.36 0.27~0.30 0.27~0.30 0.15~0.20 0.12~0.18
0.29 0.12~0.15
0.25 0.15~0.20 0.34~0.36 0.28~0.29
表 1.2 中 的 弹 性 模 量 是 采 用 无 裂 纹 的 小 试 验 体 在 实 验 室 通 过 实 验 获 得 的 完 整 岩 (intact rock)的弹性模量。所以具体设计中使用的弹性模量要考虑尺寸效应、岩 体 内 的 不 连 续 性 等 因 素 应 采 用 折 减 后 的 弹 性 模 量 。 图 1.3 是 各 种 岩 石 质 量 指 标 RQD(Rock Quality Designation)对应的弹性模量实测值图形。RQD是指在包含裂纹 的100cm的钻孔长度内超过10cm长度的岩心的累计长度占总长度比例。即使RQD为 100%也不能视为完整岩，但是RQD值越高，可以认为岩石品质越好。风化越严重， 岩石的RQD值越低。
C. 应力－渗流耦合分析 (stress-seepage coupled analysis)
D. 固结分析 (consolidation analysis) (1) 排水/非排水分析 (drained/undrained analysis) (2) 固结分析 (consolidation analysis)
z
⎡u⎤
U
=
⎢ ⎢
v
⎥ ⎥
⎢⎣w⎥⎦
x
y
图 1.1 位移(u, v, w)的定义
81
分析理论手册
εx
=
∂u ∂x
εy
=
∂v ∂y
εz
=
∂w ∂z
γ xy
=
∂v ∂x
+
∂u ∂y
γ yz
=
∂w ∂y
+
∂v ∂z
γ zx
=
∂u ∂z
+
∂w ∂x
在弹性材料上施加单轴应力时，将产生轴向应变。
εz
=
σz E
优秀的岩土分析程序应能真实地模拟现场条件和施工过程，并应为用户提供更多的 材料模型和边界条件，让用户在做岩土分析时有更多的选择。
MIDAS/GTS不仅具有岩土分析所需的基本分析功能，并为用户提供了包含最新分析 理论的强大的分析功能，是岩土和隧道分析与设计的最佳的解决方案之一。
MIDAS/GTS中提供的的分析功能如下：
MIDAS/GTS的线弹性分析(linear static analysis)中使用的基本方程中的平衡方 程式(equilibrium equation)如下。
Ku = p
(1.1)
且 K : 结构的刚度矩阵 (stiffness matrix) u : 位移向量 (displacement vector) p : 荷载向量(load vector)或不平衡力向量(unbalanced force vector)
8.3~11.9 ×106
8.9~11.7 ×106 7.3~8.6 ×106 7.1 ×106
8.7~10.8 ×106 8.7~10.8 ×106 7.9~10.1 ×106
6.5~8.0 ×106 8.0~8.5 ×106 8.2~9.7 ×106
3.5 ×106 7.9~11.2 ×106
5.5~7.6 ×106 20.0 ×106
分析理论手册
1. 概要
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第一篇 MIDAS/GTS的分析功能
岩土分析(geotechnical analysis)与一般的结构分析(structural analysis)有较 大差异。一般的结构分析注重荷载的不确定性，所以在分析时会加载各种荷载，然 后对分析结果进行各种组合，最后取各组合中最不利的结果进行设计。岩土分析注 重的是施工阶段和材料本身的不确定性，所以决定岩土的物理状态显得格外重要。 在岩土分析中应尽量使用实体单元模拟围岩的状态，尽量真实地模拟岩土的非线性 特点以及地基应力状态(自应力和构造应力)，并且尽量真实地模拟施工阶段开挖过 程，这样才会得到比较真实的结果。
图1.2 各种模量
Constrained modulus
M
z
z
=σ ε
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在左右边界被约束的状态下发生单向变形时，可计算出侧限模量 M (constrained modulus)。特别是当 ε x = ε y = 0 时，水平方向应力和侧限模量的关系如下。
σx
=σy
x
y
σ z Uniaxial loading
ε z
= Young’s modulus
E
σ
z
ε
z
Simple shear
τ xz
γ xz
= Shear modulus
E
σ
z
ε
z
compression Isotropic
σ 0
= Bulk modulus
K
τ
zx
τ zx
Confined compression
从1990年开始，在实际设计中才开始大量使用非线性分析和弹塑性分析。其原因是 非线性分析和弹塑性分析的收敛计算需要较长的时间，无论从硬件还是从软件上都 还不能满足实际设计的需要。随着计算机分析速度的提高以及分析技术的发展，为 非线性分析和弹塑性分析在实际设计中的应用提供了可能。但是线弹性分析以其特 有的计算效率在非线性特点不是很明显的材料的分析中，以及非线性特点明显的材 料的初步分析中还在大量使用。
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第一篇 MIDAS/GTS的分析功能
一般来说，经常使用的弹性模量包括切线模量(Tangent modulus)和割线模量(seca nt modulus)。完全线弹性材料的切线模量和割线模量相同，但是在岩土等非线性 材料中一般使用的是所关心的应力范围内的割线模量，并将其称为变形模量(defor mation modulus)。
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E. 施工阶段分析 (construction staged analysis) F. 动力分析 (dynamic analysis)