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

GeoStudio2012軟件特點(diǎn)：

1,、多軟件集成分析功能

GeoStudio2012的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是它的所有軟件都可以在同一界面下運(yùn)行,，這就意味著用戶只需建一個(gè)幾何模型，就可以在所有分析中使用,，從而可以同時(shí)對綜合的巖土工程問題如滲流,、穩(wěn)定、應(yīng)力變形,、動(dòng)力效應(yīng),、水氣兩相流動(dòng)以及污染物運(yùn)移等進(jìn)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(jìn)行穩(wěn)態(tài)滲流分析,，然后用QUAKE/W進(jìn)行地震前的初始應(yīng)力分析，接著用SLOPE/W對地震前的大壩進(jìn)行穩(wěn)定性分析,，接下來進(jìn)行QUAKE/W的動(dòng)力計(jì)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?fù)?dān)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(huì)隨著土層厚度的改變而移動(dòng),，同時(shí),，新的有限元網(wǎng)格也會(huì)自動(dòng)生成。

在GeoStudio2012中,，所有的數(shù)據(jù)都儲(chǔ)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(gè)問題進(jìn)行不同要求的多種結(jié)果分析。

2,、高效的建模功能

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

文檔“復(fù)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(dòng)保存下來,，只需對其稍作修改就轉(zhuǎn)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(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)調(diào)用上級目錄的分析結(jié)果,，從而實(shí)現(xiàn)滲流與穩(wěn)定的耦合以及變形與穩(wěn)定的耦合,、復(fù)雜的瞬態(tài)滲流與穩(wěn)定的耦合分析等,，在一個(gè)模型文件中即可完成全部工況的分析。

3,、易學(xué)易用

友好的軟件界面,、簡單清晰的建模步驟和參數(shù)設(shè)定，使得軟件易學(xué)易用,，高效建模,，節(jié)省分析時(shí)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(shè)定、載荷工況變更等,，這在GeoStudio軟件中通過簡單的幾步就可實(shí)現(xiàn),，節(jié)省用戶軟件使用學(xué)習(xí)的時(shí)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(jié)果輸出與整理

將計(jì)算結(jié)果繪制成圖形時(shí),用戶可以決定把哪幾個(gè)變量放在同一張圖中。比如,可以沿滑移面把總應(yīng)力和有效正應(yīng)力同時(shí)顯示出來,。用戶還可以繪制很多圖形并把它們保存為一個(gè)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(jì)算書
? 動(dòng)畫輸出瞬態(tài)的計(jì)算結(jié)果
? 多個(gè)計(jì)算結(jié)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(dòng)檢查每一個(gè)分析,，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則立即報(bào)告提醒,。在求解過程中，用戶可以查看每一個(gè)分析中解的狀態(tài),，檢查每一個(gè)分析的進(jìn)度,，并可以隨時(shí)中斷求解過程。求解過程中遇到錯(cuò)誤時(shí),，軟件也會(huì)自動(dòng)跳出窗口顯示錯(cuò)誤信息,。

可以充分利用多核CPU進(jìn)行計(jì)算，這項(xiàng)技術(shù)將求解速度大大提高,，特別是在進(jìn)行概率分析和Newmark分析時(shí)速度提升尤其明顯,。

6,、邊界條件與材料屬性不與網(wǎng)格關(guān)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?fù)?dān)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(huì)隨著土層厚度的改變而移動(dòng)，同時(shí),，新的有限元網(wǎng)格也會(huì)自動(dòng)生成,。

7、概率與靈敏度分析

SLOPE/W包含一個(gè)廣泛通用的運(yùn)算法則用以進(jìn)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(jì)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(gè)項(xiàng)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(shí)變得更加簡便,。用戶可以使用GeoCmd來控制GeoStudio自動(dòng)按照指定次序?qū)Χ鄠€(gè)項(xiàng)目進(jìn)行求解,、更新和生成報(bào)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(gè)工程實(shí)例,對每一個(gè)實(shí)例,模型背景、建模目的,、在 GeoStudio 軟件中如何應(yīng)用相關(guān)功能以及結(jié)果的解釋都進(jìn)行了詳細(xì)的說明,。

應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)力變形分析軟件）
6,、完全基于土（巖）體本構(gòu)關(guān)系建立的專業(yè)有限元軟件
7、QUAKE/W（動(dòng)力響應(yīng)分析軟件）
8,、線性,、非線性土體的水平向與豎向耦合動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析軟件
9、TEMP/W（地下熱傳遞分析軟件）
10、首款超具權(quán)威,、涵蓋范圍廣泛的地?zé)岱治鲕浖?br /> 11,、CTRAN/W（污染物運(yùn)移分析軟件）
12、超值實(shí)用,、超具性價(jià)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(shè)計(jì)理論相當(dāng)完善和全面的環(huán)境土工設(shè)計(jì)軟件

Seep3D（三維滲流分析軟件）

是GeoStudio 專門針對工程結(jié)構(gòu)中的真實(shí)三維滲流問題而開發(fā)的一個(gè)專業(yè)軟件，Seep3D軟件將強(qiáng)大的交互式三維設(shè)計(jì)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(jìn)口出口滑裂面搜索方法,。邊坡穩(wěn)定分析結(jié)果如下圖所示：

2,、某邊坡加固安全系數(shù)計(jì)算

通過對不同支護(hù)方案的計(jì)算分析，選擇優(yōu)化方案,，并對支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,，從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)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(yàn)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(qiáng)度本構(gòu)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(fù)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(jì)算剖面選用垂直于壩軸線的主軸剖面，對壩體主軸剖面進(jìn)行合理地概化和延伸,，從而建立穩(wěn)定性計(jì)算模型，對不同工況進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,，圖片展示了部分工況計(jì)算結(jié)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(shè)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(shí)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(shí)際的土層情況往往是復(fù)雜的,，滲透系數(shù)可能并非處處各向異性,，尤其是當(dāng)正交方向的滲透系數(shù)比值比較大時(shí)（例如10倍、100倍）,，就會(huì)得到不真實(shí)的計(jì)算結(jié)果,，此時(shí)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(dāng)好的計(jì)算結(jié)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(jì)算心墻壩水位驟降安全系數(shù)隨時(shí)間變化。

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5,、地表滲流模擬

當(dāng)氣候條件在短期內(nèi)突然劇烈變化的時(shí)候我們需要地表及時(shí)響應(yīng)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(shí)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(yīng)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(shè)粘土截槽，鋪蓋為黃土狀壤土屬性裂隙發(fā)育、壩面坡設(shè)土工膜,，工程運(yùn)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(qiáng),，豎向落水明顯，造成了壩體土細(xì)顆粒流失,；上下土層間滲透相差懸殊形成負(fù)壓,。同時(shí)對加固措施進(jìn)行數(shù)值分析，達(dá)到了工程設(shè)計(jì)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?yàn)镾LOPE/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(chǔ)上進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析,，計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確,。

應(yīng)力應(yīng)變

1、某路堤分層堆筑應(yīng)力變形模擬

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2,、某基坑開挖支護(hù)模擬

采用梁單元模擬擋土樁,，采用梁單元和桿單元結(jié)合模擬預(yù)應(yīng)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(hù)后剪應(yīng)力云圖,。

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3、某壩體分層堆筑應(yīng)力變形模擬

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4,、某壩體庫水位下降應(yīng)力應(yīng)變分析

當(dāng)庫區(qū)水位降落時(shí),，在庫區(qū)壩體表面相當(dāng)于卸荷作用，而在壩體內(nèi)部會(huì)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(jié)作用發(fā)生應(yīng)力和變形響應(yīng)。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(yīng)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(yīng)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(yīng)力-滲流耦合分析模型（蓄水到正常水位）

蓄水到正常水位時(shí)的水平位移等值線

蓄水到正常水位時(shí)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(jià)最大變形量及變形位置,，計(jì)算超孔隙水壓力的生成和消散,，并在此基礎(chǔ)上評價(jià)壩體的穩(wěn)定性。

7,、某設(shè)置排水板的壩基固結(jié)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(gè)施工步進(jìn)行堆筑過程模擬,，分析壩體的應(yīng)力變形,。

地震動(dòng)力響應(yīng)

1、典型壩體地震動(dòng)力分析

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

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2,、圣弗南多大壩地震動(dòng)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(zāi)難性破壞,，QUAKE軟件這一歷史事件進(jìn)行了數(shù)值重現(xiàn)，以調(diào)查地震動(dòng)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(shí)刻地震動(dòng)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(yīng)力的壩體穩(wěn)定性評價(jià)

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4,、基于QUAKE/WNewmark變形的邊坡穩(wěn)定性評價(jià)

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溫度場

1,、TEMP/W+SEEP/W對流熱傳導(dǎo)分析溫度場云圖

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2、管線凍結(jié)分析溫度場云圖

3,、阿拉斯加費(fèi)爾班克斯的熱虹吸器溫度場瞬態(tài)分析

污染物運(yùn)移

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

2、溶質(zhì)運(yùn)移分析濃度隨時(shí)間分布云圖（50天,、1500天）

3,、粒子運(yùn)移軌跡分析

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4、溶質(zhì)隨時(shí)間空間擴(kuò)散濃度等值線圖

5,、尾礦渣沉積污染物運(yùn)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(xué) 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(gè)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(guān)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(dǎo)入VADOSE/W

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3、VADOSE/W多種計(jì)算結(jié)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(gòu)關(guān)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(dòng)態(tài)響應(yīng)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(yùn)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