geostudio軟件的介紹

1、【精品文檔】如有侵權，請聯(lián)系網站刪除，僅供學習與交流geostudio軟件的介紹.精品文檔.Geostudio功能介紹及優(yōu)點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目前已經成為上百萬科學研究人員、工程技術人員、教育工作者及學生學習應用的軟件之一。GeoStudio是以Geo-SLOPE為主體的一套地質構造模型軟件的整體分析工具，它包括以下八種專業(yè)分析軟件：² SLOPE/W（邊坡穩(wěn)定性分析軟件）² SEEP/W（地下水滲流分析軟件）² SIGMA/W（巖土應力變形

2、分析軟件）² QUAKE/W（地震動力響應分析軟件）² TEMP/W（地熱分析軟件）² CTRAN/W（地下水污染物傳輸分析軟件）² AIR/W（空氣流動分析軟件）² VADOSE/W(綜合滲流蒸發(fā)區(qū)和土壤表層分析軟件)各專業(yè)軟件具體介紹如下：一、SLOPE/W（專業(yè)的邊坡穩(wěn)定性分析軟件） SLOPE/W軟件是計算巖土邊坡安全系數(shù)的主流軟件產品。SLOPE/W軟件對于綜合問題公式化的特征使得它可以同時用八種方法分析計算簡單的或復雜的邊坡穩(wěn)定問題，用戶可以利用SLOPE/W軟件對簡單或者復雜的滑移面形狀改變、孔隙水壓力狀況、土體性質、不同的加載方

3、式等巖土工程問題進行分析。 SLOPE/W軟件使用極限平衡理論對不同土體類型、復雜地層和滑移面形狀的邊坡中的孔隙水壓力分布狀況進行建模分析，SLOPE/W提供多種不同類型的土體模型，并使用確定性的和隨機的輸入參數(shù)方法來進行分析，也可讓用戶做隨機穩(wěn)定性分析。除用極限平衡理論計算土質和巖質邊坡（含路堤）的安全性外，SLOPE/W軟件還使用有限元應力分析法來對大部分邊坡穩(wěn)定性問題進行有效計算和分析。 1. 主要應用范圍： SLOPE/W可以對幾乎所有的穩(wěn)定性問題進行建模分析，主要包括：² 天然巖土邊坡² 邊坡開挖² 巖土路堤² 開挖基坑擋墻² 錨固支

4、撐結構² 邊腳護提² 邊坡頂部的附加載荷² 增強地基（包括土釘和土工布）² 地震載荷² 拉伸破壞² 部分或全部浮容重² 任意點的線性載荷² 非飽和土的性質2. SLOPE/W軟件的特點：² 極限平衡理論的應用：包括Morgenstern-Price、GLE、Spencer、Bishop、Ordinary、Janbu、Sarma等各種方法。² 土體強度模型：包括莫爾-庫倫準則（Mohr-Coulomb）、雙線性準則（Bilinear）、不排水準則（Phi=0）、各向異性強度準則（anisotrop

5、ic）、切向/法向函數(shù)準則及其它各種類型的強度準則等；² 指定條塊間切向/法向函數(shù)類型；² 孔隙水壓力模型包括：Ru 系數(shù)、壓力線、等壓力線、水力梯度值、有限元計算的壓力和壓力水頭；² 通過同心圓柵格和半徑線、滑移面前端的塊體或全部指定的形狀定義的可能滑移面；² 用針對各種土體特性和加載條件的正態(tài)分布函數(shù)來進行隨機近似分析。使用蒙特卡洛逼近法，SLOPE/W軟件可以計算除傳統(tǒng)的安全系數(shù)之外的隨機失穩(wěn)問題。3. 與其它軟件的結合應用： 用戶可以在一個工程中做很多分析并把所有的分析都保存在一個數(shù)據(jù)文件中，有利于保持不同模型之間的聯(lián)系。例如可以在多種加固設計方

6、案來找出其中一個整體穩(wěn)定性最后設計方案。使用多場耦合也能提高SLOPE/W同其它模塊耦合計算的能力。1) 從SEEP/W、SIGMA/W、QUAKE/W、VADOSE/W等軟件中調用孔隙水壓力值：在SLOPE/W軟件中使用有限元法計算孔隙水壓力，使得對非常不規(guī)則的飽和/非飽和工況，和穩(wěn)定分析中的瞬態(tài)孔隙水壓工況分析成為可能。例如，用戶可以對因孔隙水壓力隨時間變化而產生的穩(wěn)定性變化進行分析。2) 從SIGMA/W軟件或QUAKE/W軟件中調用應力值：在SLOPE/W軟件中使用有限元方法計算應力，除了可以對靜態(tài)變形或地震動力進行分析外，還可以進邊坡的穩(wěn)定性分析。比如用戶可以計算在地震載荷作用下邊坡

7、穩(wěn)定的最小安全系數(shù)，或者用戶可以使用Newmark類型的程序來得到相應的邊坡永久變形。二、SEEP/W（地下水滲流分析軟件） SEEP/W軟件是一款用于分析多孔滲水材料，如土體和巖石中的地下水滲流和超孔隙水壓力消散問題的有限元軟件。它全面而簡潔的表述使用戶可以分析從簡單的、飽和穩(wěn)態(tài)問題到復雜的、飽和-不飽和時變問題。 用戶可用SEEP/W分析從簡單的飽和穩(wěn)態(tài)到復雜的不飽和時變問題。在SEEP/W軟件中，通過滲流有限元計算，可以分析邊坡在不均勻飽和條件、非飽和條件下的孔隙水壓力，也可以對邊坡穩(wěn)定時的瞬態(tài)孔隙水壓力進行分析。通過瞬態(tài)分析，可以得出不同時刻不同點的孔隙水壓力分布狀況。通過對孔隙水壓力

8、隨時間變化的結果分析，可以研究邊坡、路堤穩(wěn)定性與時間的關系。在水中溶質擴散轉移問題中，水流速度可分析水中溶質的擴散轉移。 SEEP/W軟件可以用于對飽和及非飽和滲流問題的建模分析，這一特點也大大擴展了它所能分析問題的范圍。除了可以對傳統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)飽和滲流分析之外，SEEP/W軟件中的飽和/非飽和計算模型使得該軟件可以對隨時間變化的滲流問題和短期滲流過程進行模擬分析。這個新增的特征可以使用戶對諸如水汽鋒面的遷移和超孔隙水壓力的消散過程進行分析。1. 典型應用：SEEP/W軟件可以對幾乎所有的地下水問題進行建模分析。這些問題包括：² 水庫抽水后水位降低引起的超孔隙水壓力的消散²

9、 土坡內部由于短期滲流而引起的孔隙水壓力的變化² 儲水結構，如瀉湖和廢料池下面的地下水位的抬升² 地下排水溝和注水井的影響² 蓄水層被抽水而引起的水位降低² 流入基坑中的滲流量等2. SEEP/W軟件的特點² 分析問題類型包括穩(wěn)定狀態(tài)下有邊界和非邊界滲流、瞬態(tài)滲流、平面或橫截面二維滲流和軸對稱的三維滲流² 邊界條件類型包括：總水頭、壓力水頭、流量為常數(shù)或者為隨時間變化的函數(shù)、以計算水頭為變量的瞬時流量函數(shù)、滲流面狀況的調整和顯示等² 測定水體量和滲流函數(shù)可以由基本參數(shù)和粒徑函數(shù)來估計² 采用適應的時間步長，從而保證

10、瞬態(tài)分析中在邊界條件突變時的時間步長為最佳的時間步長² 描繪流程圖² 土體特性：土體的水力滲流性在非飽和區(qū)域內是負孔隙水壓力的函數(shù)。在瞬態(tài)過程中，水量的變化率有孔隙水壓力決定的。水力滲流性可以認為在兩個垂直方向上是各項異性的² 迭代過程：有限元方程非線性特性由有效半徑法萊進行迭代處理² 水流通量：SEEP/W軟件通過沿著單元網格的單個和多條線來計算總的水流通量與其它軟件的結合應用：1) 從SIGMA/W或QUAKE/W軟件中導入消散的超孔隙水壓力：由于靜載或地震引起的動力響應而產生的超孔隙水壓力可以代人SEEP/W軟件中，在SEEP/W軟件中對超孔隙水壓

11、力消散時間進行研究。2) 將SEEP/W軟件中的孔隙水壓力用于SLOPE/W軟件中：在SLOPE/W軟件中使用有限元法計算孔隙水壓力，使得對非常不規(guī)則的飽和/非飽和工況，和穩(wěn)定分析中的瞬態(tài)孔隙水壓力工況分析成為可能。例如，用戶可以對因孔隙水壓力隨時間變化而產生的穩(wěn)定性變化進行分析。三、SIGMA/W（巖土應力變形分析軟件） SIGMA/W軟件是一款用于對巖土結構中的應力和變形進行有限元分析的專業(yè)軟件。它具有全面模型公式，使得這種軟件不但可以對簡單的巖土問題進行分析，也可以對高度復雜的巖土問題，如線性彈塑性、非線性彈塑性、非線性等進行分析，許多經典的土體模型可以使用戶對各種土體或結構材料進行建模

12、分析。 有很多巖土問題不僅要計算穩(wěn)定性，還希望進行應力應變分析，SIGA/W軟件可以對線彈性變形問題、高度復雜的非線性彈塑性有效應力問題進行分析。SIGMA/W軟件可以模擬載荷在地基中產生的超孔隙水壓力。可對施工前后邊坡的穩(wěn)定性進行分析，有助于確定加固措施。此外，與SEEP/W軟件相結合，SIGMA/W軟件可以對受外載荷作用的巖土結構中孔隙水壓力的產生和消散進行建模分析，并進行固結分析。 SIGMA/W軟件中實質上是求解平衡方程，而SEEP/W軟件中是求解連續(xù)方程，兩種軟件結合起來求解方程可以同時得出變形和孔隙水壓力隨時間的變化情況。在SIGMA/W軟件中可選用加載頻率或非線性土體模型來分析與

13、估計靜壓力，將可用作QUAKE/W軟件中的初始靜壓力進行動態(tài)分析。1. 典型應用： SIGMA/W軟件可以對幾乎所有地基的應力和變形問題進行建模分析。這些應力、變形問 題包括：² 底座、充液容器、土木結構中的沉降問題² 路堤和水壩內部或底部的變形問題² 隧道周圍的變形和應力問題² 支撐柱或錨桿加固的基坑的側移及其周圍的表面沉降² 開敞式基坑和放坡開挖的地面回彈。² 孔隙水壓變化引起的體積改變。² 土與結構的相互作用：包括非粘合自由錨桿、開挖支撐和桁架結構的相互作用。² 完全耦合固結分析2. SIGMA/W軟件的特點

14、：² SIGMA/W軟件可以分析排水和不排水過程的總應力和有效應力、二維平面應變、三維軸對稱問題、膨脹和固結問題及構造應力等問題。² 土體固結模型包括線彈性模型、各向異性的線彈性模型、非線性彈性模型、應變軟化模型、土體的帽蓋模型和修正的帽蓋模型等。² 邊界條件類型包括X和Y方向的位移、體力、壓力、階躍常數(shù)以及模型的自重載荷。² SIGMA/W軟件采用小變形、小應變、漸近載荷模型來處理二維平面應變和軸對稱問題。對每一加載步，每個節(jié)點上的漸近位移有漸近載荷作用計算得出，加到位移上的初始載荷步計算出模型的整體位移。² 對非線性材料的土體模型，SIGM

15、A/W軟件用Newton-Raphson方法來解迭代方程，土體參數(shù)在每一迭代步上都要更新，直到得到收斂解。² SIGMA/W軟件可與SEEP/W軟件相結合分析土體的完全固結問題。由SEEP/W軟件計算載荷作用下的瞬時孔隙水壓力，而由SIGMA/W軟件計算孔隙水壓力產生的變形。² 用于土體結構內部相互作用的梁結構和桿單元。² 回填或開挖時的分段載荷。3. 與其他應用軟件的結合：1) SIGMA/W軟件計算出的應力可用于SLOPE/W軟件或QUAKE/W軟件中： 在SLOPE/W軟件中用有限元方法計算出的應力值，與由變形分析中得到的應力值一樣，用這些應力值就可以對一些

16、嚴格的穩(wěn)定性問題進行分析了。此外，在QUAKE/W軟件的地震動力學分析中，用戶可以將SIGMA/W軟件計算出的應力作為初始應力分布值。2) SIGMA/W軟件計算出的孔隙水壓力可用于SLOPE/W軟件或QUAKE/W軟件中：在SIGMA/W軟件中，在如回填等穩(wěn)定載荷作用下產生的超孔隙水壓力可以代人SEEP/W軟件中研究地基中的超孔隙水壓力的消散所需時間。用戶可以用SLOPE/W軟件來分析建造過程這些附加應力對穩(wěn)定性的影響，以便用戶決定分步加載的必要性。四、QUAKE/W（地震動力響應分析軟件） QUAKE/W軟件是一款用力分析由于地震沖擊波、爆炸產生的動態(tài)載荷或者突然碰撞產生的沖擊載荷等作用下

17、的土工結構動力問題的巖土有限元分析軟件。地震對地面建筑物產生的慣性力對其穩(wěn)定性有很大影響，震動可產生超孔隙水壓力。應用QUAKE/W分析軟件，可將邊坡分析中動應力及其產生的孔隙水壓力同時考慮，能夠很好地研究地震對地面建筑物的穩(wěn)定性和變形的影響。在QUAKE/W軟件中計算出的地震引起的超孔隙水壓力，可通過SEEP/W軟件分析其消散所需時間。地震波引起的超孔隙水壓力的消散在震后可導致固結變形的發(fā)生，可能對建筑物和邊坡穩(wěn)定性產生影響。QUAKE/W軟件中的各種模型公式使得QUAKE/W可對多種領域的問題進行分析計算。利用SEEP/W和SIGMA/W軟件，對QUAKE/W軟件計算的孔隙水壓力的分析，可

18、以模擬震后的固結變形。1. 典型應用： QUAKE/W軟件可以對幾乎所有的土工結構的動力學行為進行建模分析。這些問題包括：² 巖土堤壩² 天然巖土邊坡² 軟土地基的沉降² 動態(tài)爆炸產生的沖擊載荷² 任何在地震載荷作用下可能產生超孔隙水壓力的天然近似水平的地區(qū)。2. QUAKE/W軟件的特點：² 隨著連續(xù)迭代而不斷改變土體特性參數(shù)的等效線性分析（阻尼系數(shù)和剪切模量隨著連續(xù)迭代的循環(huán)應變而改變）。² 通過數(shù)據(jù)指針函數(shù)來指定的材料參數(shù)，包括超載修正函數(shù)、剪應力修正、循環(huán)次數(shù)、孔隙水壓力、阻尼系數(shù)、剪切模量的衰減等² 導入

19、地震記錄數(shù)據(jù)，水平和垂直方向加速度隨時間變化的記錄都可以導入² 測定導入的地震記錄數(shù)據(jù)的特定區(qū)域的峰值加速度和持續(xù)時間。² 邊界條件類型包括X和Y方向的位移、體力、壓力、躍階常數(shù)、應力、流體壓力、阻尼，以及模型的自重載荷² 用于分析土體結構相互作用的結構單元，指定的軸向和彎曲剛度時可以影響系統(tǒng)的動力響應² 節(jié)點歷史可以顯示位移、速度、加速度的所有值² 多種方式查看結果：包括X-Y平面圖形、等值線、變形網格、動畫、光譜分析、數(shù)據(jù)表、莫爾圓等² 查看靜力狀態(tài)、動力狀態(tài)時的大多數(shù)結果參數(shù)，或者兩種狀態(tài)共存時的結果參數(shù)² 查看位移、

20、速度、加速度的相對值（有限元結果）或絕對值（加入地震記錄數(shù)據(jù)后的結果）3. 與其他軟件的結合應用：1) 將QUAKE/W軟件的計算結果應用于SLOPE/W軟件中的邊坡穩(wěn)定性分析：地面結構由于地震載荷作用而產生的慣性力可能會影響結構的穩(wěn)定性，這種震動也可能產生超孔隙水壓力。QUAKE/W軟件的計算出來的動應力分布狀況和超孔隙水壓力可以代人SLOPE/W軟件中進行地震載荷作用下地面結構的穩(wěn)定性和變形分析。SLOPE/W軟件使用Newmark格式的變形分析方法來確定屈服加速度和估計土工結構的永久變形。2) 在SEEP/W軟件中計算QUAKE/W軟件中的超孔隙水壓力的消散：在QUAKE/W軟件中，地震

21、過程中產生的超孔隙水壓力可以代人SEEP/W軟件中用于研究超孔隙水壓力的消散時間。五、TEMP/W TEMP/W軟件是一款采用有限元法來模擬由于環(huán)境的改變或建筑物、管道施工引起的地基內熱量變化的有限元分析軟件。TEMP/W軟件內包含了全面的模擬公式，使用用戶對簡單或者復雜的地熱問題都可以進行分析。TEMP/W軟件可用于地下結構、土木工程等問題的設計和地熱分析，也包括承受凍融變化的設備的設計。 TEMP/W軟件內的模擬公式可以對地面溫度變化情況進行分析，也能對水轉成冰和冰轉化成水的過程中釋放或吸收的相變潛熱問題進行計算分析。在TEMP/W軟件中，在冰水互相轉化過程中吸收或釋放的相變潛熱表示為未凍

22、水含量的函數(shù)，由未凍水的含量進行控制。結構溫度高于相變溫度時，所有的水都是未凍水，當結構溫度低于相變溫度點事，部分水將發(fā)生凍結，為凍水含量減少。對為凍水含量在相變熱函數(shù)中的靈活定義，使得TEMP/W軟件可以對各種條件下的地下結構進行分析計算，也使得TEMP/W軟件成為一種對各種不同的地面條件進行分析的強大軟件。TEMP/W軟件可以對幾乎所有的地熱問題進行建模分析。這些問題包括：² 發(fā)熱建筑下或地下埋管發(fā)熱引起的永久凍結帶的退化；² 冷藏管周圍的霜凝結的發(fā)展；² 地面凍結引起的土體穩(wěn)定性問題，包括采礦鉆桿周圍的凍結管或地下水壩頂部的熱電管的使用；² 鐵路和

23、機場跑到下的凍融作用；² 天然滑冰場和冬季路基等寒區(qū)結構內部的凍深滲透；² 分析各種防止凍結或融化的隔溫層的隔熱效果；TEMP/W軟件的特點：TEMP/W軟件可以對穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的能量流動、截面或平面區(qū)域內的二維能量流動、三維軸對稱能量流動等問題進行計算分析。這些問題具體包括：² 邊界條件類型包括溫度和熱流（定值或為時間的函數(shù)）邊界、熱虹邊界、熱對流面 邊界，以及導入測量好的氣象數(shù)據(jù)。² 由未凍水含量作變量的相變潛熱函數(shù)；² 對每一種土質，凍結和未凍結時的體積熱容、為凍水的體積含量都是不同的。² 當節(jié)點溫服的變化量高于指定的變化量時，自適

24、應的時間步將會自動插入額外的時間步來計算。² 初始條件由先前的分析或節(jié)點溫度常數(shù)得到。² TEMP/W軟件用高斯數(shù)值積分算法來求解單元特性矩陣，這種積分包括單元特性 在所選點上插值積分和整體積分。這樣，在每一個插值點上都可以使用不同的材料 參數(shù)，材料參數(shù)在所有單元上都可以變化。² 土體的導熱性溫度變化不同而變化，TEMP/W軟件用一個廣義的導熱函數(shù)來進行調節(jié)，這樣就使得土體結構在由融化狀態(tài)轉變未凍結狀態(tài)或由凍結狀態(tài)轉化到融 化狀態(tài)時土體的導熱性可以認為是一個平滑過渡階段。與其他軟件的結構應用：測量得到的氣象數(shù)據(jù)可以從電子表格中拷貝到TEMP/W中，這些數(shù)據(jù)可以確定

25、在地面上有沒有積雪時的真實溫度，TEMP/W能用降水數(shù)據(jù)來確定冬天的積雪深度，也能用能量平衡方法來計算積雪下的地面溫度，也確定春天時積雪的融化量。6、 CTRAN/W（地下水污染物傳輸分析軟件） CTRAN/W軟件是一款對污染物通過土層和巖石等滲流介質外界環(huán)境中的水體通過地面和地下水的非飽和區(qū)域進入地下水體的有限元分析軟件。CTRAN/W軟件內包括了全面的模型公式，用戶不僅可以簡單地對由于水的運動而引起的微粒運動軌跡進行分析，而且可以包括擴散、散射、吸附、輻射衰減和密度對流動的依賴性等復雜過程的問題進行分析。CTRAN/W軟件可以應用于地質構造、采礦、水文地質學、農業(yè)等工程項目中。 CTRAN

26、/W軟件與SEEP/W軟件相結合，具有與CAD一樣的交互式界面，這兩個軟件一起使用，可以用來分析污染物的輸運。SEEP/W軟件計算水的流速、水體積含量和水流量，而CTRAN/W則用這些參數(shù)計算污染物的遷移。在密度對流動的依賴性方面，水的流速由溶解度控制，反過來水速也影響溶解的進行，故SEEP/W和CTRAN/W互相關聯(lián)可以對密度對流動的依賴性進行分析。1、 典型應用CTRAN/W軟件可以對幾乎所有的污染物擴散問題進行建模分析。這些問題具體包括：² 污染物從積水池表面流動問題² 烴類化合物的溶解² 污染物的流動擴散² 通過巖石裂縫的傳播² 海水沖

27、入岸邊蓄水池² 鹽水流動² 垃圾掩埋過程中污染物的遷移2、 CTRAN/W軟件的特點² 流過飽水和非飽水系統(tǒng)時的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)水流動問題分析² 隨時間變化的水壓力邊界條件問題分析² 各向異性和不同類型的地址條件² 隨時間變化的溶質濃度和質量流邊界條件² 水體積含量為變量的分子擴散系數(shù)函數(shù)問題² 由污染物濃度、輻射衰減產生的質量損失、用戶指定區(qū)域內的質量流動等覺得的吸附模量² 僅由水平對流決定的個別為微粒流動軌跡顯示² 污染物密度與地下水密度不同時的密度依賴性分析當污染物進入地面時，其中的溶解物會由于

28、水的流動而發(fā)生遷移。此外，污染物也會由于水動力混合和分子擴散而發(fā)生消散。溶解物的遷移也會由于吸收和輻射衰減而減弱。平流彌散微分方程由多孔介質單元的質量平衡原理導出，這樣導出的方程考慮了水平對流、擴散、吸收和衰減。CTRAN/W軟件使用吸收函數(shù)和計算出來的節(jié)點濃度來計算污染物的吸收，然后再計算液態(tài)相和固態(tài)相下的污染物數(shù)量。CTRAN/W軟件也可以通過由用戶指定區(qū)域內的簡單微粒運動來建模分析污染物的運動。對每個時間步，CTRAN/W軟件讓微粒移動一點距離，這個距離是由水的體積含量和SEEP/W軟件中計算出來的水流速度決定。與其他軟件的結合應用在CTRAN/W軟件中調用SEEP/W計算出的污染物流動

29、速度：在污染物的運輸?shù)姆治鲋?，需要得出一個主要的數(shù)據(jù)就是水流，水的流速可以由SEEP/W軟件中計算得出。只要流速知道了，就可以在CTRAN/W軟件中對污染物的運輸進行分析研究。CTRAN/W軟件和SEEP/W軟件中一起對密度對水流的依賴性進行分析：污染物的密度依賴于液體的流動，水流速度由溶質濃度決定，水流速度放過來也影響溶質的運動。水流速度從SEEP/W軟件中迭代傳遞到CTRAN/W軟件軟件中，溶質濃度從CTRAN/W軟件傳遞到SEEP/W軟件中，這樣就使得CTRAN/W軟件和SEEP/W軟件能夠共同處理流體流動對污染物密度影響的問題。七、AIR/W（空氣流動分析軟件） AIR/W是一個適用分

30、析類似巖石和土這樣的多孔介質材料中地下水空氣相互作用的有限元軟件。它全面面簡潔的表達使用用戶可以分析從簡單的、飽和穩(wěn)態(tài)問題到復雜的、飽和非飽和時變問題。AIR/W被廣泛應用于巖土工程、土木工程、地質學、采礦等多學科問題的分析和設計。1、 飽和非飽和流AIR/W可以被應用于飽和非飽和區(qū)域、這一特點也太大大擴展了它所能分析問題的范圍。除了可以分析穩(wěn)定流中空氣含量固定的這類一般性問題，對于飽和非飽和問題，AIR/W也能分析空氣流動和滲透過程雖時間改變這類空氣和水含量改變的問題。AIR/W和TEMP/W耦合，可以解決在凍融土中空氣和水的流動問題，在這一過程中考慮了空氣密度隨溫度而改變。2、 操作簡便

31、AIR/W軟件中獨特的類似于CAD處理工藝，允許用戶通過在屏幕上畫計算區(qū)域來生成有限元網格。用戶還可以交互式的輸入邊界條件和材料屬性。用戶甚至可以用簡單的參數(shù)變量如顆粒尺寸、滲透系數(shù)、飽和含水率和入口空氣值等來定義材料特性函數(shù)。如果出現(xiàn)了錯誤，也只需要用Undo命令來進行改正。 如果已經解算完了用戶的滲透問題，AIR/W提供了很多方式來查看計算結果。AIR/W軟件的后處理界面可以顯示常用的等值線或任意時間步計算出的參數(shù)作坐標的平面圖形，如水頭、壓力、基質吸力、梯度、速度和傳導率。空氣和水的速度向量顯示了流動方向和流動速率，瞬變情形可以由隨時間變化的水位線位置來顯示，在交互式對話框中點擊任意節(jié)點

32、、單位的高斯區(qū)域、水量流出區(qū)可以查看各種計算參數(shù)。然后，用戶可以把計算結果以助于Excel或者word文檔等形式輸出，以便進行進一步的分析和應用。3、 典型應用AIR/W可以模擬幾乎所有的地下水問題，包括：² 土壤水蒸氣預測系統(tǒng)² 在隧道支撐和地下水流入過程控制的空氣壓力等問題² 河岸水滲透影響下的空氣壓力變化問題² 熱量/密度隨空氣流動熱傳在凍結/融化土壤中（和TEMP/W耦合）² 吸力現(xiàn)象4、 與其它軟件的結合應用AIR/W和SEEP/W軟件同TEMP/W軟件耦合可以模擬由于空氣和水的流動而引起的熱量的對流與傳遞問題。相反，在AIR/W中海

33、考慮了溫度對空氣密度和壓力的影響，因此，空氣流動時在熱傳基礎上的。AIR/W通過輸入空氣含量和垂直質量流量到TEMP/W，TEMP/W返回一個新的溫度值到AIR/W。這個過程是在模型定義計算過程中自動完成的。八、VADOSE/W（綜合滲流蒸發(fā)區(qū)和土壤表層分析軟件） VADOSE/W軟件是一款革命性的軟件，可以模擬環(huán)境變化、蒸發(fā)、地表水、滲流及 地下水對某個區(qū)域的影響。VADOSE/W軟件是一種分析外界環(huán)境中的水體通過地面和地下的非飽和土區(qū)域進入地下水體的有限元軟件。VADOSE/W軟件內包含了全面的模型公式，使用戶可以對簡單和復雜的環(huán)境狀況和地下水滲流相結合的問題進行分析。比如，用戶可以使用V

34、ADOSE/W軟件對由于下雨而引起的地下水滲流問題進行簡單的分析，也可以建立一種考慮了雪的融化、植物根部的蒸發(fā)、表面蒸發(fā)、流走、積聚、氣體擴散等多種因素影響的非常復雜的模型來進行分析。VADOSE/W軟件可以應用于巖土工程、采礦、水文地質學、工業(yè)和民用工程項目的設計和分析中。 對非飽和土力學性能的理解對于，分析邊坡穩(wěn)定性、設計礦床或城市廢棄設施的覆蓋土層、農業(yè)或灌溉項目中的地下水滲流等問題的研究都是非常重要的。地表的環(huán)境狀況，如滲流、蒸發(fā)、蒸騰等對非飽和區(qū)域和滲流區(qū)域內的土體性質有很大影響，這已經日益引起人們的關注和認識。事實上，“非飽和土力學行為受地表的水流通量狀況的影響，遠大于受非飽和土區(qū)

35、域厚度的影響?！币虼耍绾未_定環(huán)境狀況對非飽和土區(qū)域的影響，就需要用VADOSE/W軟件來進行建模分析了。1.典型應用： VADOSE/W軟件是一款革命性的軟件，可以模擬環(huán)境變化、蒸發(fā)、地表水、滲流及地下水對某個區(qū)域的影響。應用VADOSE/W，可以對如下的二維熱流邊界條件問題進行分析：² 對單一或多層土體覆蓋下的礦床和城市廢棄物設施進行設計和監(jiān)控² 在天然和人造邊坡上用于穩(wěn)定性分析的孔隙水壓力分布狀況，這樣的孔隙水壓力 是由氣候變化引起的² 由農業(yè)。灌溉項目或自然系統(tǒng)所決定的滲流、蒸發(fā)、蒸騰速度。² 預測氧氣或氡氣在滲流區(qū)內的擴散和衰減問題²

36、 設計和檢測礦山、城市廢棄物的單層或多層土壤問題² 自然斜坡、路堤中氣候對孔隙水壓分布的影響，藉此，進一步分析其穩(wěn)定度的變 化² 分析農業(yè)。灌溉項目中的蒸發(fā)、滲流及擴散相關的綜合問題² 預測氧氣或氡氣及污染物在滲流區(qū)的擴散問題2.操作簡便：在GeoStudio系列軟件中，VADOSE/W軟件業(yè)采用類似于CAD的交互式界面來建模。用戶可以用簡單的參數(shù)變量如顆粒尺寸、飽水傳導性。飽水含量等來定義材料特性函數(shù)。如果出了錯，用戶可以用“Undo”命令來改正。VADOSE/W問題建立步驟： 1) 用鼠標或輸入值來建立幾何模型，產生有限元網格，再在模型表面加一個土層覆蓋 并劃

37、分網格。 2) 指定模型的材料特性，從電子表格中直接粘入氣象數(shù)據(jù)作為模型的邊界條件，或者 從數(shù)據(jù)庫中導入氣象數(shù)據(jù)，用戶也可以通過鍵盤敲入用戶自己的數(shù)據(jù)。 3）將全部的氣象數(shù)據(jù)應用于模型的邊界條件，也可以將邊界條件定義為時間的函數(shù)， 或者可以將溫度、水頭、壓力、全部或部分水流通量、潛在滲流面等指定為確定的值。 4）VADOSE/W軟件可以自動測試數(shù)據(jù)用于敏感性研究，或者生成用戶指定區(qū)域的數(shù)據(jù)。 5）通過繪制一個水含量表或指定節(jié)點溫度值來定義模型的初始條件，也可以將已經計 算完的數(shù)據(jù)導入，作為模型的初始條件。3.全面的結果顯示：1）查看結果： 如果已經解算完用戶的蒸發(fā)量問題，VADOSE/W軟件提

38、供多種方式來查看計算結果。VADOSE/W軟件的后處理界面可以顯示常用的等值線、或由任意時間步計算出的參數(shù)作坐標的平面圖形。速度向量可以顯示；流動方向和流動速率，瞬態(tài)情形可以由隨時間變化的水位線位置來顯示。在交互式對話框中點擊任意節(jié)點、單元的高斯區(qū)域、水量流出區(qū)可以查看各種計算參數(shù)。然后，用戶可以吧計算結果以諸如Excel或Word文檔等形式輸出，以便于進行進一步的分析和應用。2）計算參數(shù)：² 對一個蒸發(fā)量問題進行分析師，VADOSE/W軟件可以計算出的參數(shù)有：降雨量和滲透量， 積雪和融化，植物的蒸騰，地面凍融，潛在的和實際的蒸發(fā)量，地表滲流、徑流和蓄水， 表面滲流（流走的和流入的）

39、，地下水的回流。² 特定的計算參數(shù)有：溫度、總水頭、壓力、壓力水頭、邊界流量、液體速度、氣體速度、含冰量、含水量、氣體壓力、導水率、氣體濃度或流量。² 土表面的結果參數(shù)包括（每一時間間隔或從第一天以后的累積）：降水量、總輻射、潛 在蒸發(fā)量、實際蒸發(fā)量、流出量、流入量、積雪深度、實際蒸發(fā)量。² 水平衡的結果參數(shù)包括：降水量、流出量、邊界流量、蒸發(fā)量、存儲量、水平衡、植物蒸騰。² 覆蓋土層內相互作用的結果參數(shù)包括：液體流動體積、氣體流動體積、流過覆蓋層的總體積、流過覆蓋層的氣體總質量。4.VADOSE/W軟件的特點:² 基于覆蓋土層厚度和土質特性參

40、數(shù)的生成土體單元網格；² 復雜土層覆蓋的地質巖層建模分析；² 在求解時使用自適應時間步長來保證計算的收斂和每個天然氣象數(shù)據(jù)的邊界條件；² 基于顆粒尺寸和其他土質輸入函數(shù)，估計土體的特性參數(shù)² 使用隨時更新的全球氣象數(shù)據(jù)庫資料或加入某一特定區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)；² 可以指定總太陽輻射或潛在水汽蒸發(fā)作為氣象數(shù)據(jù)，或讓VADOSE/W軟件自己估計能量成分；² 提供與DXF、WMF、EMF或BMP格式文件的接口，并可以將計算結果以這些文件格式輸出；² 在不同文件和窗口之間剪切、粘貼數(shù)據(jù)² 計算邊界面上的流量：對滲流區(qū)域進行建模分

41、析的關鍵問題是預測準確的面邊界條件。 VADOSE/W軟件通過地熱、溶質和蒸氣流動與實測氣象數(shù)據(jù)相結合的方法來計算邊界面上 的流量。² VADOSE/W軟件的突出特點就是對真實的水汽蒸發(fā)問題進行預報，把土中水的應力狀態(tài)作為水汽蒸發(fā)函數(shù)的變量進行計算，而不是簡單地用土中水含量、蒸發(fā)時間作為水汽蒸發(fā)函數(shù)的變量或用戶自己根據(jù)經驗得出的公式來處理。VADOSE/W軟件用嚴格的Penman-Wilson方法來計算真實的水汽蒸發(fā)，Penman-Wilson方法把土中水壓力和應力分布作為蒸發(fā)函數(shù)來進行處理。這僅限于對二維問題做相當近似的模擬計算，VADOSE/W軟件把流行的SoilCover程序基

42、礎上拓展為能夠處理二維問題。² 真實的和隱藏的蒸發(fā)：只有當土體飽和時實際的蒸發(fā)和隱藏的蒸發(fā)才能相等，如果地表土體不飽和時，真實的蒸發(fā)率遠小于隱藏的蒸發(fā)率。² 氣體運輸：VADOSE/W軟件 包含的公式軟件可以對氧氣和氡氣的瞬時二維擴散、可溶性和衰減問題進行分析，氧氣和氡氣的這些行為可以改變地基中的熱合水汽狀況。氣體輸運可以與熱合質量輸運一起進行求解分析，根據(jù)預先設定和用戶自己輸入的濃度邊界條件，VADOSE/W軟件可以確定地基中的氣體濃度和質量的流入流出。5.與其它軟件的結合應用： 將VADOSE/W軟件計算出的孔隙水壓力應用于SLOPE/W軟件中用有限元法計算孔隙水出的壓力，可以用于穩(wěn)定性分析中隊蒸發(fā)量效果的建模分析。比如，在穩(wěn)定性問題分析中，用戶可以對由于