一、? 理論部分
1、數(shù)值分析
數(shù)值分析是隨著計算機技術(shù)廣泛應(yīng)用而形成的一種計算分析方法，它是一種與實驗和理論互為補充的有力、有效地分析工具。在巖土工程中，按照古典結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈塑性力學(xué)來求解一些問題時，可以給出求解域內(nèi)基本未知函數(shù)在假定計算條件下的“精確解”，此解對求解域內(nèi)及邊界上的所有無限個點都成立，但這種解僅對包含未知量不多的比較簡單的問題才能得到，因此，具有十分明顯的局限性。工程實踐中的巖土工程問題是十分復(fù)雜的，其解析解往往難以得到，在這種情況下，數(shù)值計算方法應(yīng)運而生。對涉及復(fù)雜性質(zhì)（非線性的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、非均質(zhì)和各向異性等）的材料、各種邊界條件、任意荷載情況以及任意幾何形狀等工程問題，通過數(shù)值計算可以得到與實際情況近似的解。
2、關(guān)鍵問題
1.現(xiàn)在的極限分析軟件能夠?qū)崿F(xiàn)越來越復(fù)雜的（工程）計算分析，能夠處理諸如復(fù)雜的多層地層、超孔隙水壓力條件、各種線性和非線性剪應(yīng)力模型、幾乎任意形狀的滑動面、集中荷載以及加固結(jié)構(gòu)等問題?；跅l分法的極限平衡方程越來越多地應(yīng)用在諸如錨桿擋墻、土釘或土工布加固邊坡的穩(wěn)定性分析，甚至用于承受高強度水平荷載的結(jié)構(gòu)物的滑動穩(wěn)定性分析，比如冰川的漂移等。SLOPE/W是一整套被稱為“GeoStudio”的巖土工程分析軟件中的一個模塊。這個集成的解決方案的顯著特征之一，就是為分析一系列更廣泛更復(fù)雜的問題開啟了一扇門，包括在穩(wěn)定分析中使用有限元計算孔隙水壓力和應(yīng)力。一套集成的解決方案不僅可以拓寬分析的范圍，而且能克服純粹極限平衡方程的一些局限性，增強軟件解決問題的能力。
2.用一個數(shù)值模型來模擬土中水的流動是非常復(fù)雜的。土作為天然沉積物通常是高度非均質(zhì)和各向異性，除此之外，邊界條件經(jīng)常隨著時間改變，而且在分析開始時總是不能夠準確地定義（正確的邊界條件本身是結(jié)果的一部分）。而且，當土變成非飽和時，滲透系數(shù)或者水的傳導(dǎo)性是土中負孔隙水壓力的函數(shù)。由于孔隙水壓力是主要的未知量，必須計算得到，迭代數(shù)值技術(shù)被用來計算孔隙水壓力和材料性質(zhì)的適當組合，這是一個非線性問題。這些復(fù)雜性使得必須使用一些形式的數(shù)值分析技術(shù)來分析所有而不是最簡單的滲流問題。
3. SIGMA/W是一款用來進行土結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形分析的有限元軟件。它可以分析簡單和高度復(fù)雜的問題。例如，SIGMA/W可以分析簡單的線彈性變形問題或者高度復(fù)雜的非線性彈塑性有效應(yīng)力問題。當與其它Geo-slope軟件產(chǎn)品耦合使用時，使用完全耦合或間接耦合的方法，也可以模擬土結(jié)構(gòu)響應(yīng)外部加載的孔隙水壓力的產(chǎn)生和消散。SIGMA/W可應(yīng)用于巖土、土木和采礦工程的分析和設(shè)計。
4.地震對地面建筑物產(chǎn)生的慣性力對其穩(wěn)定性有很大影響，震動可產(chǎn)生超孔隙水壓力。應(yīng)用QUAKE/W分析軟件，可將邊坡分析中動應(yīng)力及其產(chǎn)生的孔隙水壓力同時考慮，能夠很好的研究地震對地面建筑物的穩(wěn)定性和變形的影響。在QUAKE/W軟件中計算出的地震引起的超孔隙水壓力，可通過SEEP/W軟件分析其消散所需時間。地震波引起的超孔隙水壓力的消散在震后可導(dǎo)致固結(jié)變形的發(fā)生，可能對建筑物和邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。QUAKE/W軟件中的各種模型公式使得QUAKE/W可對多種領(lǐng)域的問題進行分析計算。利用SEEP/W和SIGMA/W軟件，對QUAKE/W軟件計算的孔隙水壓力的分析，可以模擬震后的固結(jié)變形。
二、? 軟件操作部分
1、GeoStudio軟件基本模塊概述
GeoStudio是一套專業(yè)的巖土工程和環(huán)境巖土工程仿真分析軟件，它包括以下八個專業(yè)軟件：
SLOPE/W（邊坡穩(wěn)定性分析軟件）
SEEP/W（地下水滲流分析軟件）
SIGMA/W（應(yīng)力變形有限元分析軟件）
QUAKE/W（動力響應(yīng)分析軟件）
TEMP/W（地下熱傳遞分析軟件）
CTRAN/W（污染物運移分析軟件）
AIR/W（水-氣兩相流分析軟件）
VADOSE/W（地表環(huán)境下非飽和區(qū)滲流分析軟件）
2、SLOPE/W（邊坡穩(wěn)定性分析軟件）
SLOPE/W 軟件是全球先進的巖土邊坡穩(wěn)定性分析軟件之一，它使用極限平衡理論，軟件內(nèi)置多種滑移面搜索方法、孔隙水壓力條件、土體強度本構(gòu)模型以及加固組件和荷載工況等，可以對簡單或復(fù)雜的邊坡進行穩(wěn)定性分析，可以進行邊坡失效概率分析和參數(shù)敏感性分析。SLOPE/W軟件還可以應(yīng)用有限元方法對大部分邊坡穩(wěn)定性問題進行有效計算和分析。
應(yīng)用SLOPE/W分析程序，可以對巖土工程、水利水電、市政、土木、采礦工程等領(lǐng)域中遇到的幾乎所有邊坡穩(wěn)定性問題進行分析評價，是全球廣泛應(yīng)用的邊坡穩(wěn)定性分析軟件。
典型應(yīng)用：
天然巖土邊坡
開挖形成的邊坡
壩體、堤防
挖基坑擋墻
錨固支撐結(jié)構(gòu)
邊腳護堤
頂部附加載荷的邊坡
土體加固（包括土釘和土工布）
地震邊坡穩(wěn)定
張拉裂縫邊坡
部分或全部淹沒的邊坡
任意點的線荷載邊坡
非飽和土的強度影響
3、SEEP/W（地下水滲流分析軟件）
SEEP/W 是一款巖土體滲流分析軟件，可以分析從簡單的飽和問題到復(fù)雜的非飽和問題，穩(wěn)態(tài)滲流和瞬態(tài)滲流。軟件可以定義滲透各項異性，通過瞬態(tài)分析，可以得出不同時刻不同點的孔隙水壓力分布狀況，其結(jié)果可以被用于SLOPE/W研究邊坡、路堤穩(wěn)定性隨時間變化的關(guān)系。
在污染物運移問題中，地下水滲流速度是關(guān)鍵因素之一，通過SEEP/W軟件計算出地下水滲流速度，應(yīng)用于CTRAN/W軟件分析污染物的擴散、轉(zhuǎn)移。
SEEP/W 軟件被廣泛應(yīng)用于巖土工程、水利水電、市政、土木、環(huán)境、采礦工程等領(lǐng)域滲流問題的分析和設(shè)計，是全球市場上主流的滲流分析軟件。
典型應(yīng)用：
壩體、堤防各種運行工況滲流分析
邊坡穩(wěn)態(tài)滲流分析，降雨或水位變化引起的邊坡瞬態(tài)滲流分析
水庫抽水后水位降低引起的超孔隙水壓力的消散
儲水結(jié)構(gòu)，如瀉湖和廢料池下的地下水位的抬升
地下排水溝和注水井的影響
蓄水層被抽水而引起的水位降低
流入基坑中的滲流量等
4、SIGMA/W（應(yīng)力變形有限元分析軟件）
SIGMA/W軟件是一款用于巖土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力和變形分析的專業(yè)軟件。SIGMA/W軟件可以求解線彈性變形問題、高度復(fù)雜的非線性彈塑性問題，用總應(yīng)力法和有效應(yīng)力分析方法。SIGMA/W還可以執(zhí)行諸如堆載和開挖等工況分析，還可以進行軟土固結(jié)分析，以及包含排水措施的固結(jié)分析。
SIGMA/W軟件被廣泛應(yīng)用于巖土工程、水利水電、市政、土木、環(huán)境、采礦工程等領(lǐng)域幾乎所有的應(yīng)力或變形問題。
典型應(yīng)用：
有土工構(gòu)筑物的地基沉降變形
堤防或土壩內(nèi)部或底部的變形問題
隧道周圍的變形和應(yīng)力問題
基坑開挖以及支護變形分析
孔壓改變引起的土體變形
土與結(jié)構(gòu)的相互作用：包括錨桿、開挖支撐和桁架結(jié)構(gòu)的相互作用
全耦合固結(jié)分析
5、QUAKE/W（動力響應(yīng)分析軟件）
QUAKE/W軟件是一款用來分析由于地震沖擊波、爆炸產(chǎn)生的動態(tài)載荷或者碰撞產(chǎn)生的沖擊載荷等作用下的土工結(jié)構(gòu)動力問題的巖土有限元分析軟件。它可用來預(yù)測地震作用下的沙土液化范圍、超孔隙水壓力分部情況等，與SLOPE/W一起可以分析地震或震動作用下的邊坡穩(wěn)定性問題。
典型應(yīng)用：
巖土堤壩動力分析
天然巖土邊坡動力分析
地基的沉降
動態(tài)爆炸產(chǎn)生的沖擊載荷動力分析
地震載荷作用下可能產(chǎn)生超孔隙水壓力分析。
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