一、? 理論部分
1、數值分析
數(shu)值(zhi)分(fen)析是隨(sui)著計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)技術廣泛應(ying)(ying)用而形(xing)成的(de)(de)(de)一種(zhong)計(ji)(ji)(ji)算(suan)分(fen)析方(fang)法，它是一種(zhong)與(yu)實(shi)驗和(he)理論互為補充的(de)(de)(de)有力(li)、有效地(di)分(fen)析工(gong)(gong)具。在(zai)巖土工(gong)(gong)程(cheng)中(zhong)，按照古(gu)典結(jie)構力(li)學和(he)彈塑性(xing)(xing)(xing)力(li)學來求解(jie)(jie)一些(xie)問題時，可(ke)以給(gei)出求解(jie)(jie)域(yu)內(nei)基本未知函數(shu)在(zai)假定計(ji)(ji)(ji)算(suan)條件(jian)下的(de)(de)(de)“精確解(jie)(jie)”，此解(jie)(jie)對求解(jie)(jie)域(yu)內(nei)及邊(bian)界(jie)上的(de)(de)(de)所有無(wu)限個點都成立，但這種(zhong)解(jie)(jie)僅對包含未知量不(bu)多的(de)(de)(de)比較簡(jian)單的(de)(de)(de)問題才能得(de)到(dao)，因此，具有十分(fen)明顯的(de)(de)(de)局限性(xing)(xing)(xing)。工(gong)(gong)程(cheng)實(shi)踐中(zhong)的(de)(de)(de)巖土工(gong)(gong)程(cheng)問題是十分(fen)復雜的(de)(de)(de)，其解(jie)(jie)析解(jie)(jie)往往難以得(de)到(dao)，在(zai)這種(zhong)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下，數(shu)值(zhi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)方(fang)法應(ying)(ying)運(yun)而生。對涉及復雜性(xing)(xing)(xing)質（非(fei)線性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)-應(ying)(ying)變關系、非(fei)均質和(he)各(ge)向(xiang)異性(xing)(xing)(xing)等）的(de)(de)(de)材料、各(ge)種(zhong)邊(bian)界(jie)條件(jian)、任意(yi)荷載情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)以及任意(yi)幾何形(xing)狀等工(gong)(gong)程(cheng)問題，通過數(shu)值(zhi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)可(ke)以得(de)到(dao)與(yu)實(shi)際情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)近似的(de)(de)(de)解(jie)(jie)。
2、關鍵問題
1.現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)(de)極限(xian)(xian)分(fen)(fen)(fen)析(xi)軟件(jian)能(neng)(neng)夠實現(xian)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)(de)（工程）計算(suan)分(fen)(fen)(fen)析(xi)，能(neng)(neng)夠處理諸如(ru)(ru)復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)(de)多層(ceng)(ceng)地(di)層(ceng)(ceng)、超孔隙水(shui)(shui)壓力(li)(li)條件(jian)、各種(zhong)線(xian)性(xing)和(he)非線(xian)性(xing)剪應力(li)(li)模(mo)型、幾(ji)乎(hu)任意形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)滑動面、集(ji)(ji)中荷載以及加(jia)固結構(gou)等(deng)(deng)問題(ti)(ti)。基于條分(fen)(fen)(fen)法(fa)的(de)(de)(de)(de)極限(xian)(xian)平(ping)衡(heng)方程越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多地(di)應用(yong)在(zai)諸如(ru)(ru)錨桿擋(dang)墻、土(tu)釘或土(tu)工布加(jia)固邊坡的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性(xing)分(fen)(fen)(fen)析(xi)，甚至用(yong)于承受(shou)高(gao)強(qiang)度水(shui)(shui)平(ping)荷載的(de)(de)(de)(de)結構(gou)物的(de)(de)(de)(de)滑動穩定(ding)(ding)性(xing)分(fen)(fen)(fen)析(xi)，比如(ru)(ru)冰川的(de)(de)(de)(de)漂移(yi)等(deng)(deng)。SLOPE/W是一(yi)整(zheng)套被稱(cheng)為(wei)“GeoStudio”的(de)(de)(de)(de)巖土(tu)工程分(fen)(fen)(fen)析(xi)軟件(jian)中的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)模(mo)塊。這個(ge)集(ji)(ji)成的(de)(de)(de)(de)解決方案(an)的(de)(de)(de)(de)顯著特征之一(yi)，就是為(wei)分(fen)(fen)(fen)析(xi)一(yi)系列更廣(guang)泛更復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)(ti)開(kai)啟了一(yi)扇門，包括(kuo)在(zai)穩定(ding)(ding)分(fen)(fen)(fen)析(xi)中使用(yong)有限(xian)(xian)元計算(suan)孔隙水(shui)(shui)壓力(li)(li)和(he)應力(li)(li)。一(yi)套集(ji)(ji)成的(de)(de)(de)(de)解決方案(an)不僅(jin)可(ke)以拓寬分(fen)(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)(de)范圍，而且能(neng)(neng)克服純粹極限(xian)(xian)平(ping)衡(heng)方程的(de)(de)(de)(de)一(yi)些(xie)局限(xian)(xian)性(xing)，增強(qiang)軟件(jian)解決問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)。
2.用(yong)一(yi)個(ge)數(shu)(shu)值模型來(lai)模擬土中(zhong)水(shui)的(de)(de)(de)流動是(shi)(shi)非(fei)常復(fu)雜的(de)(de)(de)。土作為天然沉積物通常是(shi)(shi)高度非(fei)均質和(he)各向異性(xing)，除此之外，邊界(jie)條(tiao)件(jian)(jian)經常隨著時(shi)間(jian)改變，而(er)且在分析開(kai)始(shi)時(shi)總是(shi)(shi)不能夠準(zhun)確地定(ding)義（正確的(de)(de)(de)邊界(jie)條(tiao)件(jian)(jian)本身是(shi)(shi)結果(guo)的(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分）。而(er)且，當(dang)土變成非(fei)飽和(he)時(shi)，滲透系(xi)數(shu)(shu)或者水(shui)的(de)(de)(de)傳導性(xing)是(shi)(shi)土中(zhong)負孔隙水(shui)壓(ya)力的(de)(de)(de)函數(shu)(shu)。由于孔隙水(shui)壓(ya)力是(shi)(shi)主要的(de)(de)(de)未知量，必須(xu)計(ji)(ji)算得到(dao)，迭代(dai)數(shu)(shu)值技(ji)(ji)術被用(yong)來(lai)計(ji)(ji)算孔隙水(shui)壓(ya)力和(he)材(cai)料(liao)性(xing)質的(de)(de)(de)適當(dang)組合，這(zhe)是(shi)(shi)一(yi)個(ge)非(fei)線性(xing)問題(ti)。這(zhe)些(xie)復(fu)雜性(xing)使得必須(xu)使用(yong)一(yi)些(xie)形式(shi)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)值分析技(ji)(ji)術來(lai)分析所有(you)而(er)不是(shi)(shi)簡單的(de)(de)(de)滲流問題(ti)。
3. SIGMA/W是一(yi)款用來進(jin)行土結(jie)構應(ying)力(li)和(he)變(bian)形(xing)分(fen)(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)有限元軟(ruan)件(jian)。它可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)析簡單和(he)高度復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)問題。例如，SIGMA/W可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)析簡單的(de)(de)(de)(de)線(xian)彈性(xing)變(bian)形(xing)問題或(huo)者高度復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)非線(xian)性(xing)彈塑性(xing)有效應(ying)力(li)問題。當與其(qi)它Geo-slope軟(ruan)件(jian)產品耦合(he)使(shi)用時，使(shi)用完(wan)全耦合(he)或(huo)間(jian)接耦合(he)的(de)(de)(de)(de)方法，也可(ke)以(yi)模擬土結(jie)構響應(ying)外部加載(zai)的(de)(de)(de)(de)孔(kong)隙水壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)產生和(he)消散。SIGMA/W可(ke)應(ying)用于巖土、土木和(he)采礦工程的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析和(he)設計(ji)。
4.地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)對(dui)(dui)地(di)(di)(di)(di)面(mian)建(jian)(jian)筑物產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)慣性(xing)力對(dui)(dui)其(qi)穩定(ding)性(xing)有很(hen)大(da)影響，震(zhen)(zhen)動可(ke)(ke)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)超(chao)孔隙水壓(ya)(ya)(ya)力。應用QUAKE/W分析(xi)軟(ruan)(ruan)件(jian)，可(ke)(ke)將邊坡分析(xi)中(zhong)(zhong)動應力及其(qi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)孔隙水壓(ya)(ya)(ya)力同時考(kao)慮，能夠很(hen)好(hao)的(de)(de)研究地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)對(dui)(dui)地(di)(di)(di)(di)面(mian)建(jian)(jian)筑物的(de)(de)穩定(ding)性(xing)和變形(xing)(xing)的(de)(de)影響。在(zai)QUAKE/W軟(ruan)(ruan)件(jian)中(zhong)(zhong)計算(suan)(suan)出的(de)(de)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)引(yin)起的(de)(de)超(chao)孔隙水壓(ya)(ya)(ya)力，可(ke)(ke)通(tong)過SEEP/W軟(ruan)(ruan)件(jian)分析(xi)其(qi)消散(san)所需時間(jian)。地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)波引(yin)起的(de)(de)超(chao)孔隙水壓(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)消散(san)在(zai)震(zhen)(zhen)后可(ke)(ke)導致固結變形(xing)(xing)的(de)(de)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，可(ke)(ke)能對(dui)(dui)建(jian)(jian)筑物和邊坡穩定(ding)性(xing)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)影響。QUAKE/W軟(ruan)(ruan)件(jian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)各種模型(xing)公(gong)式(shi)使得(de)QUAKE/W可(ke)(ke)對(dui)(dui)多(duo)種領域的(de)(de)問題進(jin)行(xing)分析(xi)計算(suan)(suan)。利用SEEP/W和SIGMA/W軟(ruan)(ruan)件(jian)，對(dui)(dui)QUAKE/W軟(ruan)(ruan)件(jian)計算(suan)(suan)的(de)(de)孔隙水壓(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)分析(xi)，可(ke)(ke)以(yi)模擬震(zhen)(zhen)后的(de)(de)固結變形(xing)(xing)。
二、? 軟件操作部分
1、GeoStudio軟件基本模塊概述
GeoStudio是一套(tao)專業的(de)巖土(tu)工程(cheng)和(he)環境巖土(tu)工程(cheng)仿真分析軟件(jian)，它包括以(yi)下八個專業軟件(jian)：
SLOPE/W（邊坡穩定性分(fen)析軟件）
SEEP/W（地下水滲流分析軟件）
SIGMA/W（應(ying)力變形有限(xian)元分析軟(ruan)件(jian)）
QUAKE/W（動力響應分析軟件）
TEMP/W（地(di)下熱(re)傳遞分(fen)析軟件）
CTRAN/W（污染物運移分(fen)析軟件(jian)）
AIR/W（水(shui)-氣兩相(xiang)流分析軟件）
VADOSE/W（地表環(huan)境下非飽和區滲流分析軟(ruan)件）
2、SLOPE/W（邊坡穩定性分析軟件）
SLOPE/W 軟(ruan)件(jian)是全球先進的(de)巖土邊坡(po)(po)穩定性(xing)分(fen)(fen)析(xi)軟(ruan)件(jian)之一，它使用(yong)極限平(ping)衡理論，軟(ruan)件(jian)內置多種滑(hua)移面搜索(suo)方法、孔隙(xi)水壓力條件(jian)、土體強度本構模型以(yi)及(ji)加固組件(jian)和(he)荷載工況(kuang)等，可(ke)以(yi)對簡單(dan)或復雜的(de)邊坡(po)(po)進行穩定性(xing)分(fen)(fen)析(xi)，可(ke)以(yi)進行邊坡(po)(po)失效概率分(fen)(fen)析(xi)和(he)參數敏感性(xing)分(fen)(fen)析(xi)。SLOPE/W軟(ruan)件(jian)還可(ke)以(yi)應用(yong)有限元方法對大部分(fen)(fen)邊坡(po)(po)穩定性(xing)問題進行有效計(ji)算和(he)分(fen)(fen)析(xi)。
應用SLOPE/W分(fen)析(xi)程(cheng)(cheng)序，可以(yi)對(dui)巖土工(gong)程(cheng)(cheng)、水利水電、市(shi)政、土木、采(cai)礦工(gong)程(cheng)(cheng)等(deng)領域中(zhong)遇到的幾乎所有邊坡穩(wen)(wen)定性問(wen)題進行分(fen)析(xi)評價，是全球廣泛應用的邊坡穩(wen)(wen)定性分(fen)析(xi)軟件(jian)。
典型應用：
天然巖土邊坡
開挖形成的邊坡
壩體、堤防
挖基坑擋墻
錨固支撐結構
邊腳護堤
頂部附加載荷的邊坡
土(tu)體加固（包括土(tu)釘和(he)土(tu)工布）
地震邊坡穩定
張拉裂縫邊坡
部(bu)分或全部(bu)淹沒的邊坡(po)
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(shi)一款巖土體滲(shen)流分(fen)(fen)析軟件(jian)，可以分(fen)(fen)析從簡單的(de)飽和(he)(he)問題到復(fu)雜的(de)非飽和(he)(he)問題，穩態(tai)滲(shen)流和(he)(he)瞬態(tai)滲(shen)流。軟件(jian)可以定義滲(shen)透(tou)各項(xiang)異性，通過瞬態(tai)分(fen)(fen)析，可以得出不(bu)同時(shi)刻(ke)不(bu)同點的(de)孔隙水壓力(li)分(fen)(fen)布狀況，其結(jie)果可以被(bei)用于SLOPE/W研究邊坡、路堤穩定性隨時(shi)間變(bian)化的(de)關系。
在(zai)污染物運移問題中，地下水滲(shen)流速度是關鍵因素(su)之(zhi)一，通過SEEP/W軟件計算出地下水滲(shen)流速度，應用于CTRAN/W軟件分析污染物的擴散、轉移。
SEEP/W 軟件被廣泛(fan)應用于巖(yan)土工(gong)程(cheng)、水(shui)利(li)水(shui)電、市政、土木、環境、采礦工(gong)程(cheng)等領域(yu)滲流(liu)問(wen)題的(de)分析和設計(ji)，是全球市場上主流(liu)的(de)滲流(liu)分析軟件。
典型應用：
壩體、堤防各種運(yun)行工況滲流分析
邊坡穩態滲流(liu)分析，降雨或(huo)水位變化(hua)引起的邊坡瞬態滲流(liu)分析
水(shui)(shui)庫(ku)抽水(shui)(shui)后水(shui)(shui)位降(jiang)低引起的超(chao)孔隙(xi)水(shui)(shui)壓力的消散(san)
儲水結構，如瀉湖和廢料池下的地下水位(wei)的抬(tai)升
地(di)下排水溝(gou)和注水井的影(ying)響
蓄水(shui)層被抽(chou)水(shui)而引起的水(shui)位降低
流入基坑(keng)中的(de)滲流量(liang)等
4、SIGMA/W（應力變形有限元分析軟件）
SIGMA/W軟件(jian)是一款用(yong)于巖土(tu)結構(gou)中的(de)應力(li)和變形分析的(de)專(zhuan)業軟件(jian)。SIGMA/W軟件(jian)可(ke)以求(qiu)解線(xian)彈(dan)性(xing)變形問題、高度復雜的(de)非線(xian)性(xing)彈(dan)塑性(xing)問題，用(yong)總(zong)應力(li)法和有(you)效(xiao)應力(li)分析方法。SIGMA/W還(huan)可(ke)以執行諸如堆載(zai)和開挖等工況(kuang)分析，還(huan)可(ke)以進行軟土(tu)固結分析，以及包含排水措施的(de)固結分析。
SIGMA/W軟件被(bei)廣泛(fan)應(ying)(ying)用于(yu)巖土(tu)工程(cheng)、水(shui)利水(shui)電、市政、土(tu)木(mu)、環境(jing)、采礦(kuang)工程(cheng)等領(ling)域幾乎所有的(de)應(ying)(ying)力或變(bian)形問題。
典型應用：
有土(tu)工構筑(zhu)物的地基沉降(jiang)變形
堤防或(huo)土壩內(nei)部或(huo)底部的變形(xing)問題(ti)
隧(sui)道周圍的變形和(he)應力問題
基坑開(kai)挖以及支護變形分析
孔(kong)壓改(gai)變引起的土(tu)體變形
土與結(jie)構(gou)的相互作用：包括錨桿、開(kai)挖支撐和桁架結(jie)構(gou)的相互作用
全耦合固結分析
5、QUAKE/W（動力響應分析軟件）
QUAKE/W軟件(jian)是一(yi)款用來(lai)分(fen)析由于地震(zhen)沖(chong)擊波、爆(bao)炸產生的動(dong)(dong)態載(zai)荷或(huo)者碰撞產生的沖(chong)擊載(zai)荷等(deng)作(zuo)用下(xia)的土(tu)工結構動(dong)(dong)力問題的巖土(tu)有限(xian)元分(fen)析軟件(jian)。它可用來(lai)預測(ce)地震(zhen)作(zuo)用下(xia)的沙土(tu)液(ye)化范圍、超(chao)孔隙(xi)水壓(ya)力分(fen)部情況等(deng)，與SLOPE/W一(yi)起可以(yi)分(fen)析地震(zhen)或(huo)震(zhen)動(dong)(dong)作(zuo)用下(xia)的邊坡穩定性(xing)問題。
典型應用：
巖土堤壩動力分析
天然巖(yan)土邊坡(po)動力分(fen)析
地基的沉降
動態爆炸產生的沖擊載荷(he)動力分析
地震載(zai)荷作用下可能產生超孔隙水壓力分析。
合作伙伴與授權機構
