GeoStudio是一套專業(yè)、高效而且功能強大的適用于巖土工程和巖土環(huán)境模擬計算的仿真軟件。作為優(yōu)秀的巖土工程設計分析軟件,，GeoStudio目前已經(jīng)為上百萬科學研究人員,、工程技術人員、教育工作者以及學生提供了無與倫比的幫助,。

GeoStudio2012軟件特點：

1,、多軟件集成分析功能

GeoStudio2012的一個突出優(yōu)點就是它的所有軟件都可以在同一界面下運行，這就意味著用戶只需建一個幾何模型,，就可以在所有分析中使用,，從而可以同時對綜合的巖土工程問題如滲流、穩(wěn)定,、應力變形,、動力效應、水氣兩相流動以及污染物運移等進行分析,。

例如下圖所示的大壩分析模型,，首先用SEEP/W對大壩進行穩(wěn)態(tài)滲流分析，然后用QUAKE/W進行地震前的初始應力分析,，接著用SLOPE/W對地震前的大壩進行穩(wěn)定性分析,，接下來進行QUAKE/W的動力計算，然后用SLOPE/W分析震后的大壩穩(wěn)定性,，后用SIGMA/W分析震后變形,。

用戶可以在求解區(qū)域上定義模型的邊界條件和材料屬性，而不是在有限元網(wǎng)格上定義,。這使得用戶可以隨意修改幾何模型而不必擔心先前定義的模型屬性丟失,。例如，如果增加土層厚度,，模型的邊界條件也會隨著土層厚度的改變而移動,，同時，新的有限元網(wǎng)格也會自動生成,。

在GeoStudio2012中,，所有的數(shù)據(jù)都儲存在已經(jīng)定義好的相同格式的文件中，共享的分析數(shù)據(jù)可以對同一個問題進行不同要求的多種結果分析,。

2,、高效的建模功能

GeoStudio2012的項目管理方式允許用戶快速創(chuàng)建分析文檔，方便進行多工況比選以及耦合分析,。

文檔“復制”功能可以非常方便地創(chuàng)建新的分析工況，模型的邊界條件和材料特性都能自動保存下來,，只需對其稍作修改就轉變?yōu)樾碌姆治瞿Ｐ汀?/p>

創(chuàng)建不同軟件之間的耦合分析時,，軟件會自動調(diào)用上級目錄的分析結果，從而實現(xiàn)滲流與穩(wěn)定的耦合以及變形與穩(wěn)定的耦合、復雜的瞬態(tài)滲流與穩(wěn)定的耦合分析等,，在一個模型文件中即可完成全部工況的分析,。

3、易學易用

友好的軟件界面,、簡單清晰的建模步驟和參數(shù)設定,，使得軟件易學易用，高效建模,，節(jié)省分析時間,。數(shù)值分析建模要素包括：幾何模型建立、材料屬性定義,、網(wǎng)格和邊界條件設定,、載荷工況變更等，這在GeoStudio軟件中通過簡單的幾步就可實現(xiàn),，節(jié)省用戶軟件使用學習的時間,，使用戶專注于工程問題本身的思考。

4,、豐富多樣的后處理顯示便于結果輸出與整理

將計算結果繪制成圖形時,用戶可以決定把哪幾個變量放在同一張圖中,。比如,可以沿滑移面把總應力和有效正應力同時顯示出來。用戶還可以繪制很多圖形并把它們保存為一個數(shù)據(jù)文件,這樣只要打開數(shù)據(jù)文件,就可以立刻得到圖形,。

? 一鍵生成計算書
? 動畫輸出瞬態(tài)的計算結果
? 多個計算結果繪圖
? 多種云圖,、等值線顯示
? 矢量圖、變形網(wǎng)格

5,、求解效率高

在開始求解之前,，軟件自動檢查每一個分析，發(fā)現(xiàn)錯誤則立即報告提醒,。在求解過程中,，用戶可以查看每一個分析中解的狀態(tài)，檢查每一個分析的進度,，并可以隨時中斷求解過程,。求解過程中遇到錯誤時，軟件也會自動跳出窗口顯示錯誤信息,。

可以充分利用多核CPU進行計算,，這項技術將求解速度大大提高，特別是在進行概率分析和Newmark分析時速度提升尤其明顯,。

6,、邊界條件與材料屬性不與網(wǎng)格關聯(lián)

用戶可以在求解區(qū)域上定義模型的邊界條件和材料屬性，而不是在有限元網(wǎng)格上定義,。這使得用戶可以隨意修改幾何模型而不必擔心先前定義的模型屬性丟失,。例如,，如果增加土層厚度，模型的邊界條件也會隨著土層厚度的改變而移動,，同時,，新的有限元網(wǎng)格也會自動生成。

7,、概率與靈敏度分析

SLOPE/W包含一個廣泛通用的運算法則用以進行概率分析,。幾乎所有的輸入變量都能被指定一種概率分布，然后利用Monte Carlo方法計算出安全系數(shù)的概率分布,。一旦知道了安全系數(shù)的概率分布,，其它需要定量描述的變量譬如失效概率就能夠被確定。利用均勻分布,，SLOPE/W的概率分析方法還能夠用于敏感性分析,。

8、命令行式操作批處理多個項目

GeoCmd是GeoStudio2012中新增的命令行工具,，它讓用戶在處理大量文件時變得更加簡便,。用戶可以使用GeoCmd來控制GeoStudio自動按照指定次序?qū)Χ鄠€項目進行求解、更新和生成報告,。

9,、多種二次開發(fā)功能

軟件支持FORTRAN、C,、C++,、VB等多種語言做二次開發(fā)，還可以通過自定義函數(shù)的形式來定義材料屬性或者邊界條件,，甚至這些函數(shù)可以與Excel 表格或“.NET”程序鏈接在一起使用,。

10、豐富的參考模型

軟件帶有100多個工程實例,對每一個實例,模型背景,、建模目的,、在 GeoStudio 軟件中如何應用相關功能以及結果的解釋都進行了詳細的說明。

應用領域

1,、SLOPE/W（邊坡穩(wěn)定性分析軟件）
2,、全球巖土工程界首選的穩(wěn)定性分析軟件
3、SEEP/W（地下水滲流分析軟件）
4,、第一款全面處理非飽和土體滲流問題的商業(yè)化軟件
5,、SIGMA/W（應力變形分析軟件）
6、完全基于土（巖）體本構關系建立的專業(yè)有限元軟件
7,、QUAKE/W（動力響應分析軟件）
8,、線性、非線性土體的水平向與豎向耦合動態(tài)響應分析軟件
9,、TEMP/W（地下熱傳遞分析軟件）
10,、首款超具權威,、涵蓋范圍廣泛的地熱分析軟件
11、CTRAN/W（污染物運移分析軟件）
12,、超值實用、超具性價比的地下水環(huán)境土工軟件
13,、AIR/W（水-氣兩相流分析軟件）
14,、首款處理地下水-空氣-熱相互作用的專業(yè)巖土軟件
15、VADOSE/W（地表環(huán)境下非飽合區(qū)滲流分析軟件）
16,、設計理論相當完善和全面的環(huán)境土工設計軟件

Seep3D（三維滲流分析軟件）

是GeoStudio 專門針對工程結構中的真實三維滲流問題而開發(fā)的一個專業(yè)軟件,，Seep3D軟件將強大的交互式三維設計引入飽和、非飽和地下水的建模中,，使用戶可以迅速分析各種各樣的地下水滲流問題,。

典型案例

邊坡

1、某含軟弱夾層路基邊坡穩(wěn)定性分析

該邊坡地基中存在軟弱夾層及基巖層,，用戶采用了Morgenstern-Price法,，并采用進口出口滑裂面搜索方法。邊坡穩(wěn)定分析結果如下圖所示：

2,、某邊坡加固安全系數(shù)計算

通過對不同支護方案的計算分析,，選擇優(yōu)化方案，并對支護結構參數(shù)進行優(yōu)化,，從而達到安全,、經(jīng)濟的目的。
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3,、某巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性分析

模型為存在軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡,，軟件夾層厚度非常薄，驗算受軟件夾層控制的邊坡安全系數(shù),，采用了用戶自定義滑面的方法,，獲得了Bishop法安全系數(shù)。
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4,、某巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析

模型為均質(zhì)巖質(zhì)邊坡,，分析采用能反映巖石特性的霍克布朗強度本構模型，采用了折線搜索滑面的方法（block surface）,。

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5,、高嶺土化的花崗巖邊坡穩(wěn)定性

該案例引自Doug Stead et. al. (2001).發(fā)表論文“Advanced numerical techniques in rock slope stability analysis-applications and limitations”。
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6,、某邊坡失效概率分析

由于巖土工程問題的復雜性,，土體屬性的不確定性和空間變異性，做邊坡安全系數(shù)可靠性評估成為必要,。

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7,、某尾礦庫穩(wěn)定性分析

計算剖面選用垂直于壩軸線的主軸剖面,，對壩體主軸剖面進行合理地概化和延伸，從而建立穩(wěn)定性計算模型,，對不同工況進行了穩(wěn)定性分析,，圖片展示了部分工況計算結果：

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滲流

1、某壩體截流幕墻及滲透各向異性模擬

如下圖所示,，設置截流幕墻的壩體,，其y向與x向滲透系數(shù)比值分別為0.1和10時流線與等勢線云圖。

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2,、滲透系數(shù)各向異性的另一種模擬方法

實際的土層情況往往是復雜的,，滲透系數(shù)可能并非處處各向異性，尤其是當正交方向的滲透系數(shù)比值比較大時（例如10倍,、100倍）,，就會得到不真實的計算結果，此時如果換種分析思路,，假定滲透系數(shù)各向異性只是局部發(fā)生,，如下圖示，我們定義一系列線條,，將接觸面材料賦給線在線的切線方向具有較大的滲透性,，就可以得到相當好的計算結果出來。
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3,、典型心墻壩流場分析

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4,、某心墻壩水位驟降穩(wěn)定性分析

分析方法采用上述方法中的方法二，用SEEP/W聯(lián)合SLOPE/W計算心墻壩水位驟降安全系數(shù)隨時間變化,。

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5,、地表滲流模擬

當氣候條件在短期內(nèi)突然劇烈變化的時候我們需要地表及時響應這一變化，例如在高溫天氣干燥的地表突然遭遇暴雨,，在短時間內(nèi)地表由干燥變得飽和,，要想在數(shù)值模擬中處理這種快速劇烈的變化，地表網(wǎng)格必須非常好的離散化才可以,，SEEP/W允許用戶在已經(jīng)存在的幾何邊界上創(chuàng)建“面層”,，能夠完美的解決這一問題。單位流量邊界可以應用于面層,，在面層,，SEEP/W可以記錄滲流、浸潤面和徑流量,，以及低地勢處積水的深度,。

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6、某典型壩體滲流分析

本工程壩前腳設粘土截槽,，鋪蓋為黃土狀壤土屬性裂隙發(fā)育,、壩面坡設土工膜,，工程運行發(fā)現(xiàn)壩前塌坑，壩后測壓管承受高水壓而被壓扁,。通過數(shù)值模擬,，發(fā)現(xiàn)黃土狀壤土層具有典型非飽和土特性隨壓力水頭的增大滲透性增強，豎向落水明顯,，造成了壩體土細顆粒流失,；上下土層間滲透相差懸殊形成負壓。同時對加固措施進行數(shù)值分析,，達到了工程設計效果。

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7,、流量邊界的穩(wěn)態(tài)滲流分析

存在上層滯水的滲流分析,，我們知道類似該案例的孔隙水壓力分布在SLOPE/W模塊是無法定義的，因為SLOPE/W不允許出現(xiàn)Z形的水位線,，但可以通過SEEP/W分析獲得孔隙水壓力分布,。在此基礎上進行邊坡穩(wěn)定性分析，計算結果更加準確,。

應力應變

1,、某路堤分層堆筑應力變形模擬

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2、某基坑開挖支護模擬

采用梁單元模擬擋土樁,，采用梁單元和桿單元結合模擬預應力錨桿,，在樁與土體之間定義了接觸面單元。下圖為開挖支護后剪應力云圖,。

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3,、某壩體分層堆筑應力變形模擬

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4、某壩體庫水位下降應力應變分析

當庫區(qū)水位降落時,，在庫區(qū)壩體表面相當于卸荷作用,，而在壩體內(nèi)部會經(jīng)歷孔隙水壓力消散的過程，從而引起壩體的變形,，壩體受卸荷和固結作用發(fā)生應力和變形響應,。SIGMA/W軟件精確的模擬了這一過程。

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5,、雙江口水電站礫石土心墻堆石壩的施工及蓄水應力-滲流耦合分析模型

雙江口水電站礫石土心墻堆石壩的施工及蓄水應力-滲流耦合分析模型（初始狀態(tài)）

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雙江口水電站礫石土心墻堆石壩的施工及蓄水應力-滲流耦合分析模型（蓄水到正常水位）

蓄水到正常水位時的水平位移等值線

蓄水到正常水位時的沉降量等值線

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6,、某防波堤施工變形模擬（水下堆筑）

評價最大變形量及變形位置，計算超孔隙水壓力的生成和消散,，并在此基礎上評價壩體的穩(wěn)定性,。

7、某設置排水板的壩基固結模擬

本案例采用將排水板（井）處理成排水邊界,，方法,，將排水板處理成排水邊界條件,，分8個施工步進行堆筑過程模擬，分析壩體的應力變形,。

地震動力響應

1,、典型壩體地震動力分析

典型壩體在地震荷載作用下的動力響應分析，如下圖示,，定義了地震加速度時程曲線,，并定義了歷史記錄點。在動力分析模塊,，軟件提供初始應力場分析類型和動力分析類型,，還有與SLOPE/W耦合分析類型。QUAKE/W動力分析也可以基于由SIGMA/W計算得到的應力場,。

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2,、圣弗南多大壩地震動力分析

發(fā)生在1971年加利福尼亞圣佛南多大壩遭受6.6級的地震發(fā)生了災難性破壞，QUAKE軟件這一歷史事件進行了數(shù)值重現(xiàn),，以調(diào)查地震動力作用下超孔隙水壓力的生成和液化發(fā)生的范圍以及地震發(fā)生邊坡穩(wěn)定性,。下圖為某一時刻地震動力變形網(wǎng)格圖（變形被放大）和加速度云圖以及液化區(qū)圖。

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3,、基于QUAKE/W應力的壩體穩(wěn)定性評價

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4,、基于QUAKE/WNewmark變形的邊坡穩(wěn)定性評價

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溫度場

1、TEMP/W+SEEP/W對流熱傳導分析溫度場云圖

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2,、管線凍結分析溫度場云圖

3,、阿拉斯加費爾班克斯的熱虹吸器溫度場瞬態(tài)分析

污染物運移

1、CTRAN/W+SEEP/W密度依賴的溶質(zhì)運移分析（某時刻濃度分布云圖）

2,、溶質(zhì)運移分析濃度隨時間分布云圖（50天,、1500天）

3、粒子運移軌跡分析

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4,、溶質(zhì)隨時間空間擴散濃度等值線圖

5,、尾礦渣沉積污染物運移分析

水氣兩相流

1、水,、氣兩相的耦合模擬隧道開挖水力入滲（感謝Aarhus大學 MR中心 Samuel Alberg Kock提供案例）

2,、AIR/W兩相流模擬壓力板儀測定土壤持水特性。

濕土樣被放在壓力膜儀中,，外加一已知壓力,，此壓力可以使低壓下保持土壤中的任何水分被壓出土壤。通過在幾個不同的壓力下分析樣品,，則可確定土壤含水量與壓力之間的關系,。

地表環(huán)境

1、植被影響的滲流分析

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2、氣候數(shù)據(jù)導入VADOSE/W

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3,、VADOSE/W多種計算結果查看

產(chǎn)品模塊

1,、SLOPE/W 全球巖土工程界首選的穩(wěn)定性分析軟件
2、SEEP/W 第一款全面處理非飽和土體滲流問題軟件
3,、SIGMA/W 完全基于土（巖）體本構關系建立的專業(yè)有限元軟件
4,、QUAKE/W 線性、非線性土體的水平向與豎向耦合動態(tài)響應分析軟件
5,、TEMP/W 專業(yè)的地下熱傳遞分析軟件
6,、CTRAN/W 專業(yè)的污染物運移分析軟件
7、AIR/W 水-氣兩相流分析軟件
8,、VADOSE/W 專業(yè)的綜合滲流蒸發(fā)區(qū)分析和土壤表層分析軟件