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PLAXIS3D参参参考考考手手手册册册2010Build4539TABLEOFCONTENTS1简简简介介介92一一一般般般信信信息息息112.1单位和符号约定112.2文件处理122.3帮助文件133地地地层层层模模模拟拟拟-土土土模模模式式式153.1土层调整153.2创建钻孔153.2.1创建新钻孔163.2.2创建多个钻孔163.2.3编辑钻孔173.3土层173.3.1创建钻孔中的土层183.3.2定义水力条件193.3.3土体初始条件193.3.4面203.4导入土层204模模模拟拟拟荷荷荷载载载和和和结结结构构构-结结结构构构模模模式式式234.1辅助工具234.1.1旋转对象234.1.2拉伸对象244.1.3复制对象-阵列254.2几何对象264.2.1点264.2.2线264.2.3多段曲线274.2.4面304.2.5体334.2.6几何对象的高级选项334.3荷载344.3.1点荷载354.3.2线荷载354.3.3面荷载364.4指定位移374.4.1指定点位移374.4.2指定线位移374.4.3指定面位移384.4.4收缩384.5结构384.5.1固定端锚杆384.5.2梁394.5.3点对点锚杆404.5.4Embedded桩404.5.5板414.5.6土工格栅42PLAXIS3D2010|参考手册3参考手册4.5.7界面424.6水力条件444.6.1井454.6.2排水线454.6.3排水面454.6.4几何面上地下水渗流条件464.7导入结构464.8标准边界约束474.8.1土体474.8.2结构485材材材料料料属属属性性性和和和材材材料料料数数数据据据库库库495.1土和界面行为模拟505.1.1一般标签页505.1.2参数标签页535.1.3渗流参数标签页635.1.4界面标签页645.1.5初始标签页675.2不排水行为模拟695.2.1不排水(A)705.2.2不排水(B)705.2.3不排水(C)715.3土工试验模拟715.3.1三轴试验745.3.2固结试验755.3.3CRS755.3.4DSS765.3.5一般试验765.3.6结果775.4板的材料数据组775.4.1材料数据组775.4.2属性785.5土工格栅的材料数据组805.5.1材料数据组805.5.2属性815.6梁的材料数据组815.6.1材料数据组815.6.2属性825.7Embedded桩的材料属性835.7.1材料数据组835.7.2属性845.7.3相互作用属性(桩承载力)855.8锚杆的材料数据组865.8.1材料数据组875.8.2属性875.9几何对象的材料数据组赋予886网网网格格格与与与计计计算算算896.1生成网格-网格模式894参考手册|PLAXIS3D20106.1.1全局设置906.1.2局部加密916.1.3建议的网格划分操作916.1.4查看网格916.1.5Selectpointsforcurves936.2定义计算阶段936.2.1阶段浏览器936.2.2阶段的计算顺序956.3计算类型956.3.1初始应力生成956.3.2塑性计算986.3.3塑性排水计算986.3.4固结计算986.3.5安全性分析(phi/c折减)996.3.6零塑性步1016.3.7更新网格分析1016.4孔隙水压力计算1036.4.1计算类型1036.4.2全局水位1046.5加载步骤1046.5.1自适应步长法1046.5.2加载终极水平法1056.5.3加载步数法1066.5.4自动时间步(固结)1066.6数值分析参数1066.6.1计算控制参数1066.6.2计算过程设置1086.6.3荷载输入1116.7水力条件1126.7.1水位1136.7.2指定土体水力条件1136.7.3水压生成和预览1156.7.4定义水位-水位模式1156.8几何配置-分步施工模式1156.8.1改变几何配置1166.8.2计算中的分步施工1166.8.3修改荷载1176.8.4更改指定位移1176.8.5重置材料数据组1176.8.6为类组施加体积应变1176.9开始计算1186.9.1预览计算阶段1186.9.2选择生曲线的点1186.9.3执行计算过程1186.9.4中止计算1186.9.5计算中输出1186.9.6选择计算阶段输出1216.9.7计算中调整输入数据1226.9.8自动误差检查122PLAXIS3D2010|参考手册5参考手册7输输输出出出程程程序序序-概概概览览览1257.1输出程序的界面1267.2菜单栏中的菜单1267.2.1文件菜单1277.2.2查看菜单1277.2.3项目菜单1287.2.4几何形状菜单1297.2.5网格菜单1297.2.6变形菜单1297.2.7应力菜单1297.2.8内力菜单1307.2.9工具菜单1307.2.10窗口菜单1307.2.11帮助菜单1307.3输出程序中的工具1317.3.1进入输出程序1317.3.2导出输出数据1317.3.3曲线生成器1337.3.4为计算报告保存视图1337.3.5放大缩小视图1337.3.6平移和旋转1337.3.7缩放因子1347.3.8表格1347.3.9选择结果1357.3.10结果的显示类型1357.3.11结构1367.3.12部分显示1367.3.13查看剖面1377.3.14各种工具1387.4绘图区1397.4.1图例1407.4.2修改显示设置1407.5输出程序的视图1427.5.1模型视图1427.5.2结构视图1437.5.3剖面视图1437.6报告生成1437.6.1文件配置1447.7生成动画1468输输输出出出程程程序序序中中中的的的可可可用用用结结结果果果1478.1关联图1478.2变形1478.2.1变形网格1488.2.2总位移1488.2.3阶段位移1488.2.4增量位移1488.2.5总笛卡尔应变1488.2.6阶段笛卡尔应变1486参考手册|PLAXIS3D20108.2.7笛卡尔应变增量1488.3应力1488.3.1笛卡尔有效应力1498.3.2笛卡尔总应力1498.3.3主方向有效应力1498.3.4主方向总应力1508.3.5状态变量1508.3.6孔隙水压1518.3.7塑性点1528.4结构与界面1538.4.1结构单元的变形菜单1538.4.2梁单元的内力1538.4.3板的结果内力1548.4.4土工格栅的结果内力1558.4.5Embedded桩的结果内力1568.4.6锚杆1568.4.7界面1569曲曲曲线线线1579.1选择生成曲线所需的点1579.1.1网格点选择1579.1.2计算前选择点1589.1.3计算后选择点1589.2生成曲线1589.2.1荷载-位移曲线1609.2.2内力-位移曲线1609.2.3位移-时间或力-时间曲线1609.2.4应力-应变图表1609.3曲线的格式设置1619.3.1曲线的菜单1619.3.2编辑曲线的表格数据1629.3.3数值指示1629.4格式选项1629.4.1图表设置1639.4.2曲线设置1639.5曲线重生成1649.6[Pleaseinsertintopreamble][Pleaseinsertintopreamble][Pleaseinsertintopreamble][Pleaseinsertintopreamble][Pleaseinsertintopreamble][Pleaseinsertintopreamble][Pleaseinsertintopreamble]165PLAXIS3D2010|参考手册7参考手册8参考手册|PLAXIS3D20101简简简介介介PLAXIS3D程序是用于进行岩土工程变形和稳定性分析的三维有限元程序。该程序使用图形化界面，基于此用户可以快速创建几何模型并得到有限元网格。用户需要熟悉Windows操作系统，最好（不一定必须）具备一定的PLAXIS2D或3DFoundation的应用基础。为了方便用户快速熟悉PLAXIS程序的主要性能，建议用户参照教程手册进行例题操作练习。参考手册主要针对想更多了解程序性能的用户。该手册包括很多教程手册中未涉及的知识点，并且详细介绍了如何使用PLAXIS程序解决更加广泛的实际工程问题。用户界面包含两个子程序（输入和输出）。输入程序为前处理器，用来定义几何模型，创建有限元网格，定义计算阶段。输出程序为后处理器，用来查看三维视图或剖面图等计算结果，也可针对预选点绘制曲线。该手册根据子程序的顺序及其相应的菜单分别给予了详细说明。本手册中不涉及本构模型的详细信息，或者程序中用到的有限元公式或非线性代数法则。有关这些内容或更多其他信息，用户可参考科学手册和材料模型手册中所列举的文献。PLAXIS3D2010|参考手册9参考手册10参考手册|PLAXIS3D20102一一一般般般信信信息息息在介绍PLAXIS3D用户界面的两个组成部分之前，本章先介绍一些适用于程序所有部分的通用内容。2.1单单单位位位和和和符符符号号号约约约定定定在任何问题的分析过程中，采用一致的单位体系非常重要。创建几何模型之前，需要选择合适的基本单位。基本单位由长度单位、力单位和时间单位组成。这些基本单位在输入程序中的项目属性窗口中定义。默认的长度单位为米[m]，力的单位为[kN]，时间单位为[天]。表2.1列出了所有可用单位，以及默认单位和其他单位之间的换算关系。所有输入数据应符合所选的单位体系，且输出数据采用的也将是同一单位体系。所有输入参数的单位将基于用户指定的基本单位，并显示在其后的编辑框中。使用表格时，相应单位将显示在输入列的上方。PLAXIS手册中所使用的例题，使用的都是标准单位。表2.1可用单位及其与默认单位之间的换算关系长度换算关系力换算关系时间换算关系mm=0.001mN=0.001kNs(sec)=1/86400daycm=0.01m[kN]=1kNmin=1/1440day[m]=1mMN=1000kNhour=1/24daykm=1000mlbf(磅力)=0.0044482kN[day]=1dayin(英寸)=0.0254mkip=4.4482kNft(英尺)=0.3048myd(码)=0.9144m方便起见，下表列出了两种常用的单位体系：国际制(SI)英制基本单位:长度[m][in]力[kN][lbf]时间[day][sec]几何:坐标[m][in]位移[m][in]材料属性:杨氏模量[kN/m2]=[kPa][psi]=[lbf/in2]粘聚力[kN/m2][psi]摩擦角[deg.][deg.]剪胀角[deg.][deg.]重度[kN/m3][lbf/cuin]渗透系数[m/day][in/sec]PLAXIS3D2010|参考手册11参考手册力&应力:点荷载[kN][lbf]线荷载[kN/m][lbf/in]均布荷载[kN/m2][psi]应力[kN/m2][psi]通常单位仅起到供用户参考的作用。如果在项目属性窗口中改变基本单位，程序会自动将已输入的数据换算为新单位制。但这仅适用于输入程序中的材料数据组或其他材料属性相关参数，而不适用于几何相关输入数据，如几何数据、荷载、指定位移、潜水位或其他输入程序之外的数据。因此，若用户想在已有项目中使用不同的单位制，用户需要手动修改所有几何数据，并重新执行所有计算。PLAXIS3D程序中三维（3D）有限元模型创建在几何模型的基础上。几何模型由体、面、线和点组成。地层的创建可以通过使用不同位置的竖向钻孔来实现。钻孔之间土层将通过插值得到。土层或地层可以是非水平的。符符符号号号约约约定定定PLAXIS3D中计算得到的应力基于笛卡尔坐标体系（如图2.1）。所有输出数据中，压应力和压力（包括孔压），设置为负值；而拉应力和拉力为正值。图2.1显示了正应力方向。yzxσσσσσσσσσxxxyxzyyyxyzzzzxzy图2.1坐标体系和正应力分量示意图2.2文