迈达斯：技术连载丨岩土微技术-91【GTS NX中的水土分算与水土合算问题】

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　　迈达斯岩土产品简介

　　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。

　　问题

　　7、

　　GTS NX中的水土分算与水土合算问题

　　问题描述：

　　GTSNX中的土压力是水土分算还是水土合算？

　　问题解答：

　　我们先来看一下规范中对于水土分算和水土合算的说明。

　　水土合算的土层中主动土压力和被动土压力计算公式如下：

　　水土分算的土层计算公式如下：

　　我们可以通过查看边界处的节点力来判断水位线下侧向土压力是如何计算的。

　　测试模型高度为100m，单一土层，具体参数如下图所示，饱和重度为21kN/m3：

　　图41 测试模型参数

　　定义地下水位为地面以下20m，整体模型如下图所示：

　　图42 水平总应力

　　图43

　　侧向有效应力

　　图44 约束节点水平反力

　　这样可以很明确的看出，侧向总应力≈节点水平反力，也就是可以理解成作用在开挖临空面处的侧向土压力是按照“水土合算”来计算的。但是需要说明的是，有限元软件中并没有主动土压力和被动土压力之分，也没有按照土力学中的朗肯或是库伦土压力计算公式来进行计算，而是单纯的遵循在线弹性阶段，侧向土压力=侧压力系数*竖向应力。