技术连载丨岩土微技术-113【midas XD地铁基坑项目介绍-下】

　　迈达斯岩土系列产品简介：

　　midas GTS NX

　　midas GTS NX（New eXperience of Geo-Technical analysis System）是一款针对岩土领域研发的通用有限元分析软件，支持静力分析、动力分析、渗流分析、应力-渗流耦合分析、固结分析、施工阶段分析、边坡稳定分析等多种分析类型，适用于地铁、隧道、边坡、基坑、桩基、水工、矿山等各种实际工程的准确建模与分析，并提供了多种专业化建模助手和数据库。

　　midas SoilWork

　　midas SoilWorks提供二维岩土工程整体解决方案，覆盖隧道、边坡、软弱地基、基础、渗流以及动力分析等各种领域，并符合实际工程习惯及满足设计验算的需求。其基于CAD的操作环境，提供的网格自动生成功能，边界条件自动赋予、模型验检、参数化分析、模型间数据联动、结合规范的设计验算、便利的结果整理和计算书的输出功能，将极大提高岩土工程师的工作效率。

　　midas XD

　　midas XD 基坑一体化设计软件是针对土木基坑领域中的一款综合性设计软件，提供建模、分析、设计、施工图、工程量统计等一体化整体解决方案。可适用于岩土、建筑、桥梁基坑的设计，能够通过便捷的前处理建模功能，自动完成分析、设计、出图、工程量统计等一系列基坑设计作业。midas XD满足国内基坑规范中要求的传统计算方法的同时，还包含了剖面连续介质平面有限元法、内支撑平面杆系有限元法等FEM计算，提供了更多、更丰富的计算解决方案。

　　midas XD地铁基坑项目介绍-下

　　midas XD地铁基坑项目介绍-上

　　4.自动生成结果

　　将平面图属性赋予完成之后，设定所需计算的剖面后可自动得到展开图，构件详图等情况，具体如图10~12所示。

　　图10展开图

　　图11剖面图示例

　　图12地连墙大样图

　　5.分析/设计

　　5.1断面分析

　　进行断面的分析时将选定好的断面设定对应的规范以及荷载、水位等条件后进行弹性支点法的计算，得到对应的土压力以及验算公式等结果，如图13~15所示。

　　图13分析参数设置

　　图14弹性支点法结果

　　图15验算结果

　　实际项目中需要进行楼板施工，并且需要对既有支撑进行拆撑操作，软件不可自动生成楼板，需要手动进行添加，只需设置深度即可，不用设置其他参数。在一般施工阶段定义中根据激活跟钝化的规律，将后续拆撑以及施加楼板的阶段进行自定义生成后，可以进行分析设计，得到上图14~15的结果，点击生成计算书的按钮即可自动生成计算书。

　　图16楼板结构生成

　　图17自定义施工阶段

　　图18自动生成计算书

　　5.2内支撑分析

　　内支撑分析所需要的边界条件可以通过两种方式进行实现，第一种为计算剖面所得结果文件夹内自动生成内支撑分析的边界条件，可以直接进行导入；第二种为手动输入荷载以及弹簧刚度数值，具体如图19所示。

　　图19内支撑边界条件设置

　　边界条件设置好后，执行分析计算可以得到对应的杆系有限元计算结果，包括位移、轴力、剪力、弯矩等数值，如图20所示。

　　图20内支撑分析结果

　　执行配筋设置后点击设计按钮，软件可自动生成配筋信息或者钢构件的验算信息。其中混凝土内支撑进行配筋条件设置时，可以根据情况进行不同构件位置处的归并数值，其中0为不归并，1为全归并，可得到各个构件位置处的具体配筋结果。钢构件无配筋信息，可以根据公式验算强度是否满足要求，具体如图21~23所示。

　　图21混凝土配筋设置选项

　　图22混凝土设计结果

　　图23钢构件设计结果

　　3.2结果展示

　　除去上一章节所涉及到的剖面以及内支撑结果部分，XD软件还有很多其他工程所需的结果文件，包括工程量以及图纸部分。

　　当模型建立完成之后，执行工程量的材料表功能按钮，软件可自动生成本项目的实际工程量用料表，具体如下图24所示。图纸部分目前可以输出平面图、展开图、剖面图以及构件详图，具体的内支撑配筋节点图也可以进行输出，如图25所示。

　　图24材料统计表

　　图25图纸生成

　　3、小结

　　地铁基坑在基坑设计中属于相对比较复杂的类型，由于地铁结构的原因不同的位置需要开挖的深度不同，同时需要采用不同的支护类型。本项目在地铁基坑中属于相对比较复杂的类型，MidasXD软件可以较好的实现整体建模并且完成剖面以及内支撑的计算内容，同时可以输出所需的图纸以及工程量等信息，最大程度的减少工程师的工作量，帮助工程师更好更快的完成设计内容。