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GeoStudio 专业、高效的岩土工程分析设计软件

产品版本: GeoStudio V2021
介绍文档: 立即下载
适用平台:Windows
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产品模块:

• SLOPE/W

• SEEP/W+3D

• SIGMA/W

• QUAKE/W

• TEMP/W+3D

• CTRAN/W

• AIR/W

• BUILD3D

产品介绍
应用领域
典型案例
产品模块

GeoStudio是一套专业的岩土工程和环境岩土工程仿真分析软件，它包括以下八个专业模块：

SLOPE/W ：极限平衡法边坡稳定性分析软件
SEEP/W + 3D：地下水渗流分析软件
SIGMA/W：应力变形有限元分析软件
QUAKE/W：动力响应分析软件
TEMP/W +3D：地下热传递分析软件
CTRAN/W：污染物运移分析软件
AIR/W：非饱和区水-气相互作用分析软件
BUILD3D：专业的三维建模工具


SLOPE/W	SEEP/W+3D	SIGMA/W	QUAKE/W

TEMP/W+3D	CTRAN/W	AIR/W	BUILD3D

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GeoStudio应用领域：

GeoStudio 软件可以对几乎所有的岩土工程以及环境岩土工程问题进行建模分析，自中仿科技2003引入到中国区以来在国内的多大设计院、高校应用非常广泛：

边坡稳定及支护，包括土和岩石边坡、边坡开挖、堤防、锚杆、锚索、衬砌、土钉和土工布。
极限平衡法、极限平衡结合有限元以及有限元强度折减法分析边坡安全系数。

有限元稳态/瞬态渗流分析，包括基坑排水、止水帷幕；大坝渗流、渗透力、渗透破坏、截面流量、土工膜、减压井；引水渠、渗露水量、排水沟、注水井对渗流的影响等。
瞬态降雨、大坝蓄水、水位骤降等情况下的渗流分析，同时考虑这些工况下的稳定性问题。

分步加载、开挖、回填引起的变形，支护设计，桩、锚杆、挡土墙等支护体系评价，考虑结构-土相互作用，变形量计算，施工步设计等。
地基处理，排水固结法回固软弱地基，固结度计算，沉降量控制，排水板设置，考虑不同工况下的地基变形及破坏分析。

地震引起的变形、超孔隙水压力的产生与消散，地震过程中土体液化分析，地震过程中结构稳定性分析，地震变形分析。
城市垃圾填埋场、尾矿在降雨和地下水渗流下对周围环境影响、沿海地带土地盐碱化、化学农药迁移等污染物运移问题。
冻结法施工、地源热泵热传导和瞬态冻融问题
非饱和土力学特性
地面环境(温度、植被、降水等)对地下水渗流的影响
其它…

GeoStudio软件特点：

1、多软件集成分析功能

GeoStudio的一个突出优点就是它的所有软件都可以在同一界面下运行，这就意味着用户只需建一个几何模型，就可以在所有分析中使用，从而可以同时对综合的岩土工程问题如渗流、稳定、应力变形、动力效应、水气两相流动以及污染物运移等进行分析。例如下图所示的大坝分析模型，首先用SEEP/W对大坝做稳态渗流分析，然后用QUAKE/W进行地震前的初始应力分析，接着用SLOPE/W对地震前的大坝进行稳定性分析，随之进行QUAKE/W的动力计算，然后用SLOPE/W分析震后的大坝稳定性，蕞后用SIGMA/W分析震后变形。

在GeoStudio软件中，所有的数据都储存在已经定义好的相同格式的文件中，共享的分析数据可以对同一个问题进行不同要求的多种结果分析。

2、高效的建模功能

GeoStudio的项目管理方式允许用户快速创建分析文档，方便进行多工况比选以及耦合分析。

文档“复制”功能可以非常方便地创建新的分析工况，模型的边界条件和材料特性都能自动保存下来，只需对其稍作修改就转变为新的分析模型。

创建不同软件之间的耦合分析时，软件会自动调用上级目录的分析结果，从而实现渗流与稳定的耦合以及变形与稳定的耦合、复杂的瞬态渗流与稳定的耦合分析等，在一个模型文件中即可完成全部工况的分析。

3、易学易用

友好的软件界面、简单清晰的建模步骤和参数设定，使得软件易学易用，高效建模，节省分析时间。数值分析建模要素包括：几何模型建立、材料属性定义、网格和边界条件设定、载荷工况变更等，这在GeoStudio软件中通过简单的几步就可实现，节省用户软件使用学习的时间，使用户专注于工程问题本身的思考。

4、丰富多样的后处理显示便于结果输出与整理

将计算结果绘制成图形时,用户可以决定把哪几个变量放在同一张图中。比如,可以沿滑移面把总应力和有效正应力同时显示出来。用户还可以绘制很多图形并把它们保存为一个数据文件,这样只要打开数据文件,就可以立刻得到图形。

一键生成计算报告
动画输出瞬态的计算结果
多个计算结果绘图
多种云图、等值线显示
矢量图、变形网格

5、求解效率高

在开始求解之前，软件自动检查每一个分析，发现错误则立即报告提醒。在求解过程中，用户可以查看每一个分析中解的状态，检查每一个分析的进度，并可以随时中断求解过程。求解过程中遇到错误时，软件也会自动跳出窗口显示错误信息。可以充分利用多核CPU进行计算，这项技术将求解速度大大提高，特别是在进行概率分析和Newmark分析时速度提升尤其明显。

6、边界条件与材料属性不与网格关联

用户可以在求解区域上定义模型的边界条件和材料属性，而不是在有限元网格上定义。这使得用户可以随意修改几何模型而不必担心先前定义的模型属性丢失。例如，如果增加土层厚度，模型的边界条件也会随着土层厚度的改变而移动，同时，新的有限元网格也会自动生成。

7、概率与灵敏度分析

SLOPE/W包含一个广泛通用的运算法则用以进行概率分析。几乎所有的输入变量都能被指定一种概率分布，然后利用Monte Carlo方法计算出安全系数的概率分布。一旦知道了安全系数的概率分布，其它需要定量描述的变量譬如失效概率就能够被确定。利用均匀分布，SLOPE/W的概率分析方法还能够用于敏感性分析。

8、命令行式操作批处理多个项目

GeoCmd是GeoStudio软件中新增的命令行工具，它让用户在处理大量文件时变得更加简便。用户可以使用GeoCmd来控制GeoStudio自动按照指定次序对多个项目进行求解、更新和生成报告。

9、多种二次开发功能

软件支持FORTRAN、C、C++、VB等多种语言做二次开发，还可以通过自定义函数的形式来定义材料属性或者边界条件，甚至这些函数可以与Excel 表格或“.NET”程序链接在一起使用。

10、丰富的参考模型

软件带有200多个工程实例,对每一个实例,模型背景、建模目的、在 GeoStudio 软件中如何应用相关功能以及结果的解释都进行了详细的说明。

SIGMA/W新功能

GeoStudio 2021提供了完整格式的SIGMA/W版本。SIGMA/W解算器已升级为GeoStudio flow产品中已经提供的GeoStudio解算引擎。该求解器具有更快的性能，更好的收敛性和多物理场集成。新的收敛方案与新的应力更新算法相结合，可以分析以前无法实现的非线性材料。

SIGMA/W提供了其他原位分析方法

SIGMA/W现在有两种原位分析方法：（1）重力激活，以前可用。（2）K0程序。K0程序要求应用于域的所有材料都具有有效的K0值。现在，所有材料模型都包含“K0程序”选项，用于指定或计算静止土压力系数。用于计算静止土压力系数的关系取决于土壤模型是否定义了摩擦角或超固结比，从而可以模拟一系列应力历史记录。

SIGMA/W载荷变形公式包括孔隙水压力变化

SIGMA / W现在在定义初始和最终孔隙水压力条件的前提下，将孔隙水压力变化纳入荷载变形分析中。此功能可协助进行分析，在这些分析中，孔隙水压力的变化会在施工过程中引起复杂性，但是水力特性并不为人所知，例如在深基坑工程中。此外，SIGMA/W现在能够通过检测地面上是否存在积水并确保重力激活程序使用正确的土壤单位重量，来确定荷载变形分析中的水下填充物的位置。

SIGMA/W更加严谨的固结分析公式

新的SIGMA/W固结分析公式可以处理饱和土和非饱和土中复杂的水-力耦合问题。固结公式考虑了孔隙流体的体积模量，从而可以模拟完全不排水的响应而没有数值问题。现在为应力应变和水流定义了唯一的收敛设置。因此，合并分析可以与SEEP/W一样严格地评估复杂的流量系统。

SIGMA/W增加了基于强度折减法的稳定性分析

SIGMA/W现在提供基于强度折减法的稳定性分析，无需假设滑移面的形状即可评估安全系数。自然地揭示出变形模式，严格而直观地处理了土-结构相互作用。

SIGMA/W模型库大量扩容

SIGMA/W材料模型库得到了显著增强和改进，从而可以对新类型的问题进行建模，例如节理岩中的开挖，经过应变硬化或软化的地基上的堤防建设以及低电导率土壤的不排水性。新的材料模型包括“硬化/软化Mohr-Coulomb”，“ Tresca”，“硬化/软化Tresca”，“Ubiquitous Joint”和Hoek-Brown材料模型。以前的Mohr-Coulomb模型包括张力截止选项，并且除了各向异性弹性之外，所有材料模型都添加了非线性弹性选项。

GeoStudio 2021新功能：

SIGMA/W更新了物料响应类型

可以在荷载变形分析中组合不排水和排水的响应类型，例如，可以模拟覆盖完全不排水材料的自由排水材料。在合并分析中，由于假定所有材料都在合并，因此将忽略响应类型。但是，添加了材料选项以指定“由于体积应变而不会引起水压变化”的材料，从而可以模拟地下水流过该域中所有材料的情况，同时确保某些材料不会对加载/卸载做出响应。最后，现在使用有效的应力刚度属性而不是总应力刚度属性来模拟不排水行为。

在SIGMA/W、SEEP/W、TEMP/W、CTRAN/W和AIR/W中增加了不透水结构

添加了模拟不透水结构的功能，从而可以轻松地对阻碍热量或质量流动的结构进行建模。这项新功能消除了在岩土结构附近使用电导率低的界面元素和/或使用零元素的需求。

Huesker和TenCate新纳入了加固方案

SLOPE / W中的制造商增强选项已扩展到包括Huesker和TenCate。轻松定义代表HueskerFortrac®T Geogrids和TenCate MiraGrids的钢筋。在选择制造商加固模型后，将自动定义相应的拉伸能力和总折减系数。此功能是与Huesker和TenCate合作开发的，以确保准确表示其产品。

在BUILD3D中扩展了导入功能

BUILD3D中的导入功能已扩展，包括导入IGES文件的功能。可以使用IGES格式将使用曲线，曲面或实体构造的AutoCAD模型直接导入到BUILD3D中。此外，STL网格现在在BUILD3D中作为背景几何导入了，从而允许在构造平面上创建轮廓和扫掠线，同时捕捉到背景网格。这种方法提供了一种非常快速的方法来构建过于复杂，过度采样或网格化程度较差的3D域的简化，干净模型，例如从LIDAR扫描或Civil3D网格化表面进行建模。

升级了BUILD3D 2D剖面创建

新的计划截面工具允许在平面视图中使用无限和有限长度的线创建截面。可以绘制有限的线来创建仅通过一部分区域的截面，而无限的线会自动切入整个模型域。可以对线进行约束，使其与平面图上的现有特征垂直，从而可以沿定义的特征（例如道路切割或露天矿井面）直接创建2D横截面。

BUILD3D定义和结果视图的改进

对BUILD3D中的视图功能进行了许多改进，包括在结果视图中保留相机视图和剪切平面，以及在旋转立方体时添加带有动画的旋转立方体。在“结果视图”中，BUILD3D现在包括显示具有高程轮廓的电

位表面的功能。

扩展了DXF/DWG导入功能

增强了导入几何功能，可以将闭环从DXF和DWG文件转换为GeoStudio中的区域。从Maptek Vulcan地质建模软件导出的DXF文件常见这种情况。

改进制造商加固视图

“查看对象信息”和报告中将显示制造商钢筋的属性。

关于中仿

GEO-SLOPE公司从1977年发展至今，已成为全球冣大的岩土软件开发公司之一，用户覆盖全球200多个国家。中仿科技公司是GEO-SLOPE公司在中国地区的独家合作伙伴，希望 GeoStudio系列软件能给您的工作带来帮助。如果您希望了解关于GeoStudio软件的情况或者希望安装GeoStudio的免费试用版本来亲自体验GeoStudio，请及时与我们联系。

中仿智能科技（上海）股份有限公司

电话：+86-21-80399555

传真：+86-21-37696588-803

邮箱：info@cntech.com

邮编：201615

地址：上海市松江区九新公路1005号临港松江科技城中仿大厦

边坡稳定及支护，包括土和岩石边坡、边坡开挖、堤防、锚杆、锚索、衬砌、土钉和土工布。
极限平衡法、极限平衡结合有限元以及有限元强度折减法分析边坡安全系数。

有限元稳态/瞬态渗流分析，包括基坑排水、止水帷幕；大坝渗流、渗透力、渗透破坏、截面流量、土工膜、减压井；引水渠、渗露水量、排水沟、注水井对渗流的影响等。
瞬态降雨、大坝蓄水、水位骤降等情况下的渗流分析，同时考虑这些工况下的稳定性问题。

分步加载、开挖、回填引起的变形，支护设计，桩、锚杆、挡土墙等支护体系评价，考虑结构-土相互作用，变形量计算，施工步设计等。
地基处理，排水固结法回固软弱地基，固结度计算，沉降量控制，排水板设置，考虑不同工况下的地基变形及破坏分析。

地震引起的变形、超孔隙水压力的产生与消散，地震过程中土体液化分析，地震过程中结构稳定性分析，地震变形分析。
城市垃圾填埋场、尾矿在降雨和地下水渗流下对周围环境影响、沿海地带土地盐碱化、化学农药迁移等污染物运移问题。
冻结法施工、地源热泵热传导和瞬态冻融问题
非饱和土力学特性
地面环境(温度、植被、降水等)对地下水渗流的影响
其它…

边坡SLOPE/W

1、某岩石节理边坡稳定性分析

对岩石节理进行SLOPE/W建模，用户使用剪切强度/正应力函数来适应岩石节理，使用了广义HoekBrown模型。分析方法采用了Morgenstern-Price法，滑动面搜索方法采用了指定区块的方法。边坡稳定分析结果如下图所示：

2、某边坡加固安全系数计算

采用桩对边坡稳定性进行加固，在这种情况下，桩提供了足够的抗剪能力，以增加安全系数。在SLOPE/W中进行模拟，利用SLOPE/W分析可以确定桩提供的抗剪切力，以达到所需的安全系数。

3、某岩质高边坡稳定性分析

模型为存在软弱夹层的岩质边坡，软件夹层厚度非常薄，验算受软件夹层控制的边坡安全系数，采用了用户自定义滑面的方法，获得了Bishop法安全系数。

4、某矿坑放坡设计边坡稳定性分析

用户使用软件，在单个GeoStudio项目文件中包含多种几何形状，以设计整个矿坑坡度对露天矿坑稳定性的影响。

5、高岭土化的花岗岩边坡稳定性分析

该案例引自Doug Stead et. al. (2001).发表论文“Advanced numerical techniques in rock slope stability analysis-applications and limitations”。

6、某边坡失效概率分析

由于岩土工程问题的复杂性，土体属性的不确定性和空间变异性，常常有必要去做边坡安全系数可靠性评估。

7、某尾矿库稳定性分析

计算剖面选用垂直于坝轴线的主轴剖面，对坝体主轴剖面进行合理地概化和延伸，从而建立稳定性计算模型，对不同工况进行了稳定性分析，图片展示了部分工况计算结果：

渗流SEEP/W

1、某坝体截流幕墙及渗透各向异性模拟

如下图所示，设置截流幕墙的坝体，其y向与x向渗透系数比值分别为0.1和10时流线与等势线云图。

2、渗透系数各向异性的另一种模拟方法

实际的土层情况往往是复杂的，渗透系数可能并非处处各向异性，尤其是当正交方向的渗透系数比值比较大时（例如10倍、100倍），就会得到不真实的计算结果，此时如果换种分析思路，假定渗透系数各向异性只是局部发生，如下图示，我们定义一系列线条，将接触面材料赋给线在线的切线方向具有较大的渗透性，就可以得到相当好的计算结果出来。

3、典型心墙坝渗流分析

利用SEEP/W分析典型心墙的坝体渗流场，得出如下结果：

4、某水坝水位骤降稳定性分析

利用SLOPE/W和SEEP/W两个模块进行分析，计算坝水位骤降蕞小安全系数随时间的变化。

5、地表渗流模拟

当气候条件在短期内突然剧烈变化的时候我们需要地表及时响应这一变化，例如在高温天气干燥的地表突然遭遇暴雨，在短时间内地表由干燥变得饱和，要想在数值模拟中处理这种快速剧烈的变化，地表网格必须非常好的离散化才可以，SEEP/W允许用户在已经存在的几何边界上创建“面层”，能够完美的解决这一问题。单位流量边界可以应用于面层，在面层，SEEP/W可以记录渗流、浸润面和径流量，以及低地势处积水的深度。

6、某典型坝体渗流分析

本工程坝前脚设粘土截槽，铺盖为黄土状壤土属性裂隙发育、坝面坡设土工膜，工程运行发现坝前塌坑，坝后测压管承受高水压而被压扁。通过数值模拟，发现黄土状壤土层具有典型非饱和土特性随压力水头的增大渗透性增强，竖向落水明显，造成了坝体土细颗粒流失；上下土层间渗透相差悬殊形成负压。同时对加固措施进行数值分析，达到了工程设计效果。