geo 5理正岩土软件教程安装指南

觉得这是个很不错的问题,俺来抛砖引玉。一般而言提到数值软件,首先会想到常见的有限元软件,如Ansys、Abaqus等等,也会想到常用的计算方法:有限元,有限差分,离散元,有限体积,有限求积元,单纯形法,无网格法等等。先说一下数值计算方法,从有限元老师的课件上盗图如下,图中列出的是连续介质力学范畴内的计算分析方法,我就不一一说明了,右边的部分是“数值方法”:需要特别指出,离散元(DEM)没有在图中,它的思路并不是直接求给定的(连续介质的)方程的解,而是针对不连续介质提出的,离散元也是一种数值计算方法。另外,岩土工程中常用极限平衡法(LEM)判断稳定性,我想它应该不能归为“数值方法”,但是它与岩土工程数值计算是紧密结合的。需要特别指出,离散元(DEM)没有在图中,它的思路并不是直接求给定的(连续介质的)方程的解,而是针对不连续介质提出的,离散元也是一种数值计算方法。另外,岩土工程中常用极限平衡法(LEM)判断稳定性,我想它应该不能归为“数值方法”,但是它与岩土工程数值计算是紧密结合的。岩土工程的复杂性,让它能成功地吸引各路神仙来此大显身手。土具有碎散性,因此离散元天生就适合岩土工程计算;太沙基、比奥等先贤们让碎散的土拥有了和其他连续介质一样的“方程”,因此连续介质的理论也能为其所用;复杂的计算不仅仅要考虑固体,还要考虑液体,进行流固耦合计算。嗯……岩土好麻烦。=======================================================然后,我们就看一看各个方法及其对应的软件吧。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一个要说的当然是枝繁叶茂的有限单元法。大多数通用有限元软件都可以用于岩土工程计算:如Ansys、Abaqus、Marc等耳熟能详的软件,也有Open Seas等近几年发展的新软件。Open Sees的发展,让大家看到“开源、共享”越来越受欢迎。也有很多专门针对岩土工程的有限元软件,如PLAXIS、Geo-Studio、Z-Soil等。PLAXIS是荷兰Delft大学开发的岩土工程有限元软件,前几天刚刚推出了20周年纪念版。这么看,它最早的商业版本应该是94年推出的。软件的开发开始得更早,它是一款相当人性化的软件,容易上手,无论是建模还是计算,都让用户非常舒坦。当前产品构成包括:PLAXIS 2D和PLAXIS 3D;最新版本是PLAXIS 2D AE和PLAXIS 3D 2013。Plaxis可分析岩土工程学中二维、三维的变形、稳定性以及地下水渗流等问题,能够胜任目前大部分的岩土工程问题。PLAXIS2D能分析平面应变问题和轴对称问题,3D适用性更广。该软件能够模拟土体,墙、板、梁等结构,接触面,锚杆,土工织物,隧道,桩;能够进行变形、固结、加载卸载、开挖回填、稳定性分析、内源性动力问题、外源性动力问题、渗流等各类计算。最近几年它步子迈得比较大,新功能也比较多。比如2D AE和3D都支持命令流建模,能导入静力触探的结果用于地质情况输入,有自由场边界了,etc. 哦,对了,现在还支持Python二次开发。Geo-Studio是加拿大开发的,应该和Fredlund有点关系吧。它计算是分模块进行的,我只用过SLOPE、SEEP、SIGMA三个模块,SLOPE是用极限平衡法算边坡,SEEP能算饱和/非饱和的稳态/瞬态渗流,SIGMA算内力。没有用过最新版,不清楚现在功能如何了,我本科毕设用过它的2007版破解版。总体而言没有PLAXIS好用,也有几个优势:1.算非饱和土,功能比PLAXIS多一些(毕竟是Fredlund门派的),可是PLAXIS能流固耦合,能做三维;2.极限平衡法可选的功能很多(好歹沾点儿摩根斯坦的仙气儿),PLAXIS是用强度折减算稳定性。多物理场耦合软件COMSOL也是不错的(不熟悉的请看此链接:),它不是专门的岩土工程软件,强大的多场耦合功能让它在岩土方面很吃香,无限元也让它适用性更广。我们算地热都用它!其他岩土有限元软件我没有用过,就不多说了。Midas最近也推出了岩土工程模块,刚推出的时候计算效率还比较低,后来有所改进。PKPM也有地基基础的模块,俺没有试过。其他岩土有限元软件我没有用过,就不多说了。Midas最近也推出了岩土工程模块,刚推出的时候计算效率还比较低,后来有所改进。PKPM也有地基基础的模块,俺没有试过。就功能而言,有限元软件就像一个“计算器”。你如果掌握得足够好,你能用任意一个软件解决大多数问题。写得好累啊……先发出来,待会儿补充--------------------------------------------------------------------------------------------------------------第二个讲有限差分法,常用的软件是FLAC有限差分收敛比较慢,因此算问题特!别!慢!我旁边的同学用FLAC 2D(旧版本),算个动力问题,电脑几天不能关,人等得比电脑还痛苦。知友 林子 在评论中补充道:“现在Flac5.0大幅提高cpu利用率到90%以上了,运算速度显著提升,动力计算不清楚,同一台式机上3.0花3h+的稳定系数计算,5.0缩到20min了。”(图片来自网络,FLAC的网格都特别整齐,是吧~)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------第三个讲离散元常用的商业软件是PFC,在网上我也搜到过一个法国课题组开发的开源软件Yade,Yade是linux下的软件。要用来做工程计算,它还有很多路要走。它用无数个小球来模拟土,如果小球足够多、足够小,也就罢了,可是计算机能力有限,以至于大部分人还在做“小规模的计算实验”。用它发现离散体的定性规律,或者进行参数标定。(图片来自:常在等,砂土强度和剪胀性的颗粒力学分析)南大的离散元计算搞得很好,请戳这个链接:我院成功开发出世界上第一个单机100万颗粒离散元模拟系统()。看了觉得很振奋,不过也有一丝忧伤——离散元还是科学家的玩具,不是工程师的工具。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------第四个讲物质点法(MPM)物质点法是无网格法的一种,目前发展很迅速。无网格法算大变形很有优势,有限元比不了。大部分人应该没有听说过MPM,想有一个大致的了解,请戳:
和 现成的商业软件应该有,我不太清楚。国内搞得比较好的是清华航院的张雄教授,这是张教授课题组的网站:,他们进行了大量的研究,开发了自己的软件。有兴趣的同仁读一读该课题组的论文吧,会很有收获哦!(图片来自张教授课题组网站)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------其他的一些暂时还比较“小众”或仍然在起步阶段的,我就不介绍了。没有哪个软件或算法能一劳永逸地解决所有问题,对岩土工程这样复杂的学科,更是这样。回到原问题:能否简述一下目前岩土数值软件的发展和现状?现状就是:正在蓬勃发展!======================================================= 忙了一天,今天心血来潮,继续补充。其实要谈最新进展,离不开说最新的论文都在研究些什么。就以18th ICSMGE( INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOIL MECHANICS AND GEOTECHNICAL ENGINEERING)中TC103(Numerical Methods in Geomechanics)的论文为例,看看他们都在研究什么吧。当然了,其他部分的论文也涉及Numerical Methods,不过实在没时间看完整本3500页论文集……好的是这一个TC里面也有一篇“总论”(Chau K.T.,General Report of TC103 Numerical Methods.),讲全部52篇论文的大致情况。-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 上表是所有论文的方法、软件、应用范围 的总结,课件FEM和FDM用得最多,PLAXIS、FLAC、ABAQUS用得最多。新的方法如SPH、MPM也都有人用。个人觉得SPH(光滑粒子流体动力学方法)比较有趣,算流固耦合很炫酷,很好玩 。-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 这些文章使用的屈服函数,在General Report中也有介绍:14/52用了Mohr-Coulomb屈服面(注意,不只是摩尔库伦模型用M-C屈服准则,HS模型的屈服面也是M-C);7/52用了Drucker-Prager屈服面,非关联流动准则;4/52用了Cam clay model;1篇文章同时用了Matsuoka-Nakai failure model 和M-C;1篇文章同时用了Hoek-Brown failure model和M-C,H-B比M-C更适用于岩石。不知道为什么加起来不是52……=======================================================
欢迎补充!
&a href=&///people/129fd2d679c7cee59cf45fce& data-hash=&129fd2d679c7cee59cf45fce& class=&member_mention& data-tip=&p$b$129fd2d679c7cee59cf45fce&&@鹤运&/a&的回答已经很全了,我来说说我在实际操作中的感受。&br&&br&&br&1. 像Ansys,Abaqus这样比较general的软件,除非是非常复杂的情况(本构模型偶见且非线性,或者需要考虑3D大变形之类的),基本出了学校我就没用过了。COSMOL (也是科研时期用过)用在geotech,可能也是杀鸡焉用牛刀了,当然不排除我们平时解决的问题都太easy。&br&&br&2. GEO-SLOPE12似乎是花哨了很多,但是最近使用的非常不爽,尤其在进行他自称便利的multi-stage rapid drawdown 计算中。且我们经常会在用UTEXAS来验证计算。更不用说他的seismic part,我们是不用的(基本就是觉得没有很好的validity backup)。也不能自己写code加功能,好处当然就是便利。结果可直接倒出到dxf呈现。&br&&br&3. FLAC基本就是用来计算dynamic,可以自己program加本构加算法加各种控件算seismic,比较方便。模型建立也还算ok,用户界面一般,需要自己post processing来给出presentable results。&br&&br&4. PLAXIS用来计算static较常用,construction procedure and excavation analysis。可能we have used it once the entire two years? &br&&br&5. 身在加州,怎么也要会用个SHAKE和QUAD4来算算seismic response。&br&&br&6. 其实这个世界上还有一个公司做的岩土类计算软件群(有点跑题因为不能说他们是数值软件)叫做Bentley的,从subsurface exploration 到FEM basic/water flow/tunnel 到geoStructural Analysis应有尽有。我没有使用过他家的计算软件群,不好评价。logging软件的ui真的是做的很不好,虽然出的结果很牛逼。但是我很看好他们,如果他们真能把User Experience做好,再把他们所有的power 都整合起来,那是真心牛逼。贴图一张。&br&&img data-rawheight=&640& data-rawwidth=&1136& src=&/666c5a475c05ef586bb0_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1136& data-original=&/666c5a475c05ef586bb0_r.jpg&&&br&&br&7. 一些专项软件,比如计算lateral pile response的LPILE和GROUP,都是Ensoft公司的当家花旦,当然他家也出计算pile bearing和retaining wall的,用处不大因为我自己就有写那些小软件。
的回答已经很全了,我来说说我在实际操作中的感受。1. 像Ansys,Abaqus这样比较general的软件,除非是非常复杂的情况(本构模型偶见且非线性,或者需要考虑3D大变形之类的),基本出了学校我就没用过了。COSMOL (也是科研时期用过)用在geotech,可能…
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玩泥巴的少年[转载]专业、高效的岩土工程分析软件Geo-Slop
Geo-Slop 软件是计算岩土边坡安全系数的主流软件产品。Geo-Slop
软件对于综合问题公式化的特征使得它可以同时用八种方法分析计算简单的或复杂的边坡稳定问题,用户可以利用Geo-Slop软件对简单或者复杂的滑移面形状改变、孔隙水压力状况、土体性质、不同的加载方式等岩土工程问题进行分析。Geo-Slop软件使用极限平衡理论对不同土体类型、复杂地层和滑移面形状的边坡中的孔隙水压力分布状况进行建模分析,Geo-Slop提供多种不同类型的土体模型,并使用确定性的和随机的输入参数方法来进行分析,也可让用户做随机稳定性分析。除用极限平衡理论计算土质和岩质边坡(含路堤)的安全性外,Geo-Slop
软件还使用有限元应力分析法来对大部分边坡稳定性问题进行有效计算和分析。正是由于具有广泛的应用范围和强大的分析功能,Geo-Slop软件可以分析用户在地质构造、土木工程、采矿工程等学科中遇到的几乎所有边坡稳定性问题。
1.主要应用范围:
Geo-Slop 可以对几乎所有的稳定性问题进行建模分析,主要包括:
􀂗 天然岩土边坡
􀂗 尾矿库分析
􀂗边坡开挖&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
􀂗 岩土路堤
􀂗 开挖基坑挡墙
􀂗 锚固支撑结构
􀂗 边脚护堤
􀂗 边坡顶部的附加载荷
􀂗 增强地基(包括土钉和土工布)
􀂗 地震载荷
􀂗 拉伸破坏
􀂗 部分或全部浮容重
􀂗 任意点的线性载荷
􀂗 非饱和土的性质
2. Geo-Slop软件的特点:
限平衡理论的应用:包括Morgenstern-Price、GLE、Spencer、Bishop、Ordinary、Janbu、Sarma等各种方法;
土体强度模型:包括莫尔-库仑准则(Mohr-Coulomb)、双线性准则(Bilinear)、不排水准则(Phi=0)、各向异性强度准则(anisotropic)、切向/法向函数准则及其它各种类型的强度准则等;
􀂗 指定条块间切向-法向力函数类型;
􀂗 孔隙水压力模型包括: Ru
系数、压力线、等压力线、水力梯度值、有限元计算的压力和压力水头;
􀂗 通过同心圆栅格和半径线、滑移面前端的块体或全部指定的形状定义的可能滑移面;
􀂗用针对各种土体特性和加载条件的正态分布函数来进行随机近似分析。使用蒙特卡罗逼近法,Geo-Slop软件可以计算除传统的安全系数之外的随机失稳问题。
3.与其它软件的结合应用:
用户可以在一个工程中做很多分析并把所有的分析都保存在一个数据文件中,有利于保持不同模型之间的联系。例如可以在多种加固设计方案来找出其中一个整体稳定性最好设计方案。使用多场耦合也能提高Geo-Slop
同其它模块耦合计算的能力。
1)从SEEP/W、SIGMA/W、QUAKE/W、VADOSE/W
等软件中调用孔隙水压力值:在SLOPE/W
软件中使用有限元法计算孔隙水压力,使得对非常不规则的饱和/非饱和工况,和稳定分析中的瞬态孔隙水压工况分析成为可能。例如,用户可以对因孔隙水压力随时间变化而产生的稳定性变化进行分析。
2)从SIGMA/W 软件或QUAKE/W 软件中调用应力值:在SLOPE/W
软件中使用有限元方法计算应力,除了可以对静态变形或地震动力进行分析外,还可以进行边坡的稳定性分析。比如用户可以计算在地震载荷作用下边坡稳定的最小安全系数,或者用户可以使用Newmark
类型的程序来得到相应的边坡永久变形。
4. 新增功能
生成报告:如果用户需要生成报告,只需要点击一个按键,就可以把参数输入和计算结果通过Word或HTML
文档形式显示出,同时可以通过编辑或增加文档来得到所需的技术报告。
2)改进数据输入功能:输入材料属性和其它数据时,只需在对话框中作相应的修改即可,而不再需要点击“Copy”按键,这样操作更简便且不易出现错误。
3) 快速生成:新版本中增加了总应力快速生成功能,指定总的应力参数,计算结果会马上显示出来。
体积含水率:用户可以指定一个最大的地下水体积含水率,土体抗剪强度随着体积含水量而升高,这样处理更接近于真实的体积含水率。
改进了绘图功能:当把计算结果绘制成图形的时,用户需要决定应该把哪几个变量放在一张图中。比如,可以把每个土条的总应力和有效正应力绘制在一张图上。用户还可以绘制很多图形并把它们保存为一个数据文件,这样在下次打开时就可以立即得到所需图形。
以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。君,已阅读到文档的结尾了呢~~
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