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岩土工程 GeoStudio v2021 完美

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GeoStudio v2021 是严格的分析能力。复杂的产品集成。广泛应用于各种地球工程和地球科学问题。

在单个项目中结合几何和分析GeoStudio使您可以将使用不同产品的分析合并到一个建模项目中,并使用一个产品的结果作为另一个产品的起点。单个文件中也可以包含多个几何,包括1D,2D和3D几何。
直接绘制几何图形或导入CAD文件GeoStudio提供了许多用于定义模型域的工具,包括坐标导入,几何项目复制粘贴,长度和角度反馈,区域合并和分割以及DWG / DXF文件导入。BUILD3D,GeoStudio的3D几何图形创建工具,提供了一整套草图功能。
同时解决多个分析GeoStudio并行运行每个分析求解器,从而可以在具有现代多核处理器的计算机上高效地解决多个分析问题。这样可以节省大量的求解时间,尤其是对于大型3D分析。
用可视化和图形解释结果GeoStudio提供了强大的可视化工具,包括图形,等高线图,等值线或等值面,动画,交互式数据查询以及将数据导出到电子表格以进行进一步分析。


GeoStudio功能列表
在单个集成项目中结合分析和几何
集成的GeoStudio软件套件可让您将使用不同产品的多种分析组合到一个建模项目中。然后,您可以将一项分析的结果用作另一项分析的起始条件。通过克隆现有分析并调整其属性,可以轻松创建新分析。准备好分析模型时,GeoStudio可以利用并行处理以适当的顺序解决分析问题。


这项独特而强大的功能极大地扩展了您可以分析的问题的类型。使用这种方法可以对构造序列进行建模,建立初始条件,执行灵敏度分析,对复杂的时间序列进行建模,或者将复杂的问题分解为许多更小巧,更易于管理的分析。


购买任何GeoStudio单个产品或捆绑包都包括免费的GeoStudio Basic许可证。可以将使用Geostudio Basic许可证创建的分析与功能齐全的GeoStudio分析包含在同一文件中,从而进一步释放集成的力量。


多视图建模环境
通过GeoStudio中的停靠窗口,您可以在多个视图中查看信息,从而可以快速访问所需的数据。您可以自定义停靠窗口的显示以适合您的特定需求。状态栏提供视图信息和对命令(如缩放)的快速访问,而进度条则在冗长的操作(如求解)期间提供。


停靠窗口包括“分析资源管理器”,“求解管理器”,“结果时间”,“滑动曲面”和“灵敏度运行”。Analysis Explorer将显示项目中分析的树状视图,使您可以快速更改正在查看的分析。Solve Manager允许您解决一个或多个分析并观察其进度,即使继续进行另一项分析也是如此。结果时间窗口将显示已计算结果的时间步长列表。选择时间步长时,所有当前显示的视图和对话框都会显示为选定时间计算的结果。


“滑动表面”窗口显示SLOPE / W计算的试验滑动表面的列表。选择滑移面时,“结果”视图将显示完整的滑移面结果。如果没有详细结果,GeoStudio将按需计算它们,使您可以查看任何特定滑移面上的详细作用力或图表,而不必将其指定为“关键”滑移面。


“灵敏度运行”窗口显示了为进行灵敏度分析而执行的运行的列表。现在,每个灵敏度运行都是完整的边坡稳定性分析,使您可以查看每个单独运行的所有计算出的滑移面结果。


使用绘图工具或导入CAD文件定义几何
定义物理系统的几何形状通常是数值分析的第一步。GeoStudio提供了定义模型域所需的所有工具,包括坐标导入,复制粘贴几何项目,长度和角度反馈,区域合并,区域分割以及直接键盘输入坐标,长度和角度。水平和垂直方向的邻位捕捉可以用于简化几何定义。


GeoStudio的3D几何创建工具BUILD3D提供了一套全面的绘图工具,包括草图,平面,拉伸和扫掠。此外,BUILD3D具有强大的布尔运算,可提供显式的剪切,合并和压印功能,以定义3D几何项目彼此之间如何相交。


可以将AutoCAD DWG或DXF文件直接导入GeoStudio中,以定义区域几何。还可以使用导入功能在BUILD3D中创建模型域。最后,可以导入,缩放图像文件,并直接在顶部绘制区域几何形状。


多种几何支持
GeoStudio在单个文件中支持多个几何,包括1D,2D和3D几何。可以修改单独分析分支的几何形状,以解决几何形状的变化,而无需创建多个文件。这样,每个分析分支中使用的材料和边界条件就可以在整个文件中共享,因此对于同一GeoStudio文件中的所有几何图形,只需对材料或边界条件属性进行修改即可。


将材料应用于每个分析的域
定义区域区域后,您可以将材料属性单独或成组地应用于每个区域。将材料应用于各个区域,可以在不同的分析中对不同的材料建模。您也可以通过不对这些区域应用材料来删除不同分析中的部分区域。这样,每个分析都可以考虑分阶段添加到域中的新区域。


物料属性也可以全局应用于项目中的所有分析或单个分析。在单个项目中使用多个分析时,将材料应用于所有分析可轻松更改材料定义。


使用灵活的通用函数定义土壤和岩石材料模型
GeoStudio广泛使用通用功能来定义材料属性和边界条件。输入预定义功能的参数,或使用自己的数据创建自己的功能。在解决分析过程中,您甚至可以编写自己的插件函数或本构模型来计算材料属性值,从而允许您以几乎无限的方式扩展GeoStudio。


几何的自动有限元网格划分
在1D或2D有限元分析中将材料应用于畴区域时,将自动生成默认的有限元网格。尽管在许多情况下默认网格已足够,但您可以全局调整网格,也可以通过将约束应用于特定位置来调整网格。这样,您可以在大多数区域中保持粗糙的网格,同时在可能具有高度非线性属性或边界条件的特定区域内应用精细的网格。在调整局部约束时,GeoStudio将在整个域上重新生成网格,同时仍保留现有模型定义。


生成干净的3D有限元网格仅需单击鼠标,而无需花费数小时进行手动网格调整。类似于1D和2D分析,网格约束也可以应用于3D几何项目。


在绘制对象时使用键盘输入坐标
任何绘图命令处于活动状态时,都可以使用键盘输入坐标。使用此键盘输入选项,您可以使用xy坐标,长度和角度输入,xy方向上的偏移长度或仅输入点号来输入点坐标。在使用绘图命令(例如“绘图区域”)绘制点时,工具提示会显示此信息。使用绘图命令时,支持撤消和重做。


使用GeoStudio插件集成您自己的代码
您可以编写名为Add-Ins的补充程序,当GeoStudio Solver解决您的分析时将调用它们。功能插件代替了GeoStudio中定义的功能,并提供了根据当前网格状态动态变化的函数结果计算的灵活性。


GeoStudio提供了一个插件API(“应用程序编程接口”),您的插件可在GeoStudio解决分析时使用它来查询参数值。您可以使用这些值返回所需的功能参数值。您也可以使用Add-In API编写自己的自定义参数,以便以后使用常规的GeoStudio结果可视化功能进行查看。


每个加载项功能都是一个对象,GeoStudio将其与节点或高斯点关联,具体取决于引用该加载项的功能的类型。边界条件函数分配给节点,材料属性函数分配给高斯点。运行求解器时会创建函数对象的许多实例,每个实例对应于使用该函数的每个节点或高斯点。


在SLOPE / W中,可以编写一个外接程序来访问位于该切片的底部的位置,该切片与故障平面(或滑移圆)相接触。


GeoStudio加载项基于Microsoft .NET,允许您使用C#,F#或VB.NET等语言编写加载项。


高效,并行解决方案的项目分析
GeoStudio并行运行每个分析求解器,从而可以在具有现代多核处理器的计算机上高效地解决多个分析问题。在分析单个问题时,适当的GeoStudio求解器仍将并行执行许多计算。


通过强大的图形,可视化和数据管理解释结果
解释是数值建模最困难的方面之一。GeoStudio提供了功能强大的工具来可视化和解释结果:


绘图工具可让您绘制几乎所有计算出的参数
等高线图显示计算出的参数,该参数在整个域中在空间上变化
等值线或等值面将单个参数值显示为域中的线或面
可以在域上同时显示在不同时间计算的等值线
可以随着时间的推移在电影中绘制或动画化计算结果
可以在任何位置以交互方式查询数据
数据可以导出并直接导入电子表格中以进行进一步分析
每个GeoStudio产品都提供了解释分析结果的其他方式
显示材质和边界条件表,轮廓和颜色图
在图形上显示材料和/或边界条件表。定制参数以显示在每个表中。还可以显示轮廓图和其他可视化工具的图例,例如SLOPE / W中的安全系数颜色图。

GeoStudio集成工作流程
1个使用测压线分析边坡稳定性
使用SLOPE / W使用测压线进行简单的全局稳定性分析,以模拟孔隙水压力和储层的水超负荷。
2通过渗流分析改善PWP定义
使用SEEP / W或SEEP3D进行稳态渗流分析,并直接在SLOPE / W稳定性分析中使用孔隙水压力。这提供了对由于PWP条件引起的稳定性的更现实的理解。
3通过应力应变分析对外部载荷进行建模
使用SIGMA / W对载荷施加或去除进行建模,并直接在SLOPE / W分析中使用这些应力以及有限元孔隙水压力来确定土层结构的安全系数。或者,使用SIGMA / W中的强度折减分析功能来折减强度参数,直到形成一个整体断裂带为止,该区域指示了失效机理和安全系数。
4通过合并分析查看PWP和压力变化
使用耦合应力和孔隙水压力分析来同时模拟载荷对孔隙水压力和应力的影响。然后直接在SLOPE / W分析中使用计算出的应力和孔隙水压力。
5地震的模型效应
使用QUAKE / W考虑地震引起的结构上的动态载荷。QUAKE / W可以从SIGMA / W和SEEP / W已经计算出的初始应力和PWP轮廓开始,然后应用地震加速度来模拟应力的最终变化。可以在SLOPE / W中进行Newmark分析,以确定沿临界滑移面的累积位移。
6模型变形和结构稳定性
使用SIGMA / W重新分配QUAKE / W中地震产生的应力,揭示在地球结构中将发生的沉降。使用SLOPE / W中的最终应力和孔隙水压力来分析振动结束时的稳定性。



GeoStudio 2021的新功能



新的SIGMA / W配方

GeoStudio 2021中提供了完整格式的SIGMA / W版本。SIGMA / W解算器已升级到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材料非线性。


SIGMA / W中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”选项卡,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,来分析荷载变形分析中的水下填充物位置。


SIGMA / W隔离粉底配方已更新,可提高严谨度


新的SIGMA / W固结分析公式可以处理饱和和非饱和土壤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,为应力应变和水流分析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增加了强度降低稳定性


SIGMA / W现在提供降低强度的稳定性,无需预先假设滑面的形状即可评估安全系数。可以自然地揭示出变形模式,并严格而直观地处理了土壤与结构的相互作用。


SIGMA / W材料模型库大大扩展


SIGMA / W材料模型库得到了显着增强和改进,从而可以对新类型的问题进行建模,例如节理岩中的开挖,在经受应变硬化或软化的基础上筑筑路堤以及低电导率土壤的不排水行为。新的材料模型包括“硬化/软化Mohr-Coulomb”,“ Tresca”,“硬化/软化Tresca”,“泛在连接”和Hoek-Brown材料模型。现在,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。


物料响应类型已在SIGMA / W中更新

不排水和排水响应类型可以在荷载变形分析中组合使用,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“由于体积应变而导致水压没有变化”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响应加载/卸载。最后,现在使用有效的应力刚度属性代替总应力刚度属性来模拟不排水行为。


不可渗透的结构已添加到SIGMA / W,SEEP / W,TEMP / W,CTRAN / W和AIR / W

添加了模拟不透水结构的功能,从而可以轻松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/或零元素的需求。


Huesker和TenCate加固库现已推出


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中的导入功能已得到扩展,以包括导入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,现在STL网格已作为BUILD3D中的背景几何体导入,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,过度采样或网格化较差的3D域的简化模型,例如从LIDAR扫描或Civil3D网格化表面进行建模。



BUILD3D 2D截面创建已升级

新的计划截面工具允许在平面图中创建具有无限和有限长度线的截面。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,使其与平面视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。


DXF / DWG导入功能已扩展

导入几何功能的增强已经完成,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。


制造商加固视图改进

现在,“查看对象信息”和报告中将显示制造商钢筋的属性。

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