岩土工程有限元分析软件
PLAXIS 2D 2015?
案例教程
北京市古城西街19号研发主楼4层，100043
目录
新奥法（NATM）隧道开挖 (1)
1.1 输入 (2)
1.2生成网格 (5)
1.3计算 (6)
1.4 结果 (8)
新奥法（NATM）隧道开挖
本例利用PLAXIS分析NATM隧道施工过程。NATM是在地下开挖时，利用喷射混凝土作为临时支护，保证开挖稳定性的一种施工方法。
图1.1 项目几何尺寸
目标：
●模拟NATM隧道施工（β法）。
●用重力加载生成初始应力。
PLAXIS 2D AE案例教程：新奥法（NATM）隧道开挖
1.1 输入
1.1.1一般设置
●打开PLAXIS 2D AE软件，在出现的快速选择对话框中选择一个新的项目。
●在工程属性窗口的工程标签下，键入一个合适标题。
●在模型标签下，模型（平面应变）和单元（15-Node）保持默认选项。
●保持单位和一般设置框为默认值。
●在几何形状设定框中设定土层模型尺寸xmin=-50，xmax=50，ymin=0，ymax=35。
●点击OK即关闭工程属性窗口，完成设定。
1.1.2土层定义
利用钻孔生成土层，模型中考虑11m厚的泥灰岩，这层的底部y min=0作为参考点，定义土层：
在x=-22处创建第一个钻孔。
●修改土层窗口将出现。为钻孔添加三层土。钻孔Borehole_1第一层的深度为0.指
定第一层土的顶部和底部值为24。第二层土层的顶部=24和底部=11.第三层土层的
顶部=11和底部=0。
●单击在修改土层窗口的底部钻孔按钮。
●在出现的菜单中选择添加选项。添加钻孔窗口出现。
●指定第二个钻孔的位置为x=-14.
●注意：钻孔Borehole_1的特性复制给了Borehole_2。
●Borehole_2第一层的深度也是0。修改土层的顶部=30和底部=30.第二层土顶部=30
和底部=11。第三层土顶部=11和底部=0.
●指定第三个钻孔的位置为x=-7.
●Borehole_3第一层土顶部=35和底部=30.第二层土顶部=30和底部=11,。第三层土
的顶部=11和底部=0.
●所有钻孔设置水头高度为y=0m。土层分布如图1.2。
●根据表1.1定义土层材料属性，并分别指定给相应土层（图1.2）.
●关闭修改土层窗口，切换到结构模式定义结构单元。
图1.2 土层分布
表1.1 土层材料属性
1.1.3定义隧道
在结构模式中单击竖向工具栏中的隧道设计器按钮，在绘图区单击（0 16）指定隧道位置。弹出隧道设计器窗口。
一般标签不做修改，默认即可。
PLAXIS 2D AE案例教程：新奥法（NATM）隧道开挖
●切换到线段标签，点击工具，依次输入下表1.2数值，输入完成之后，在点
击延伸至对称轴，全选已经创建好的线段，在点击关闭对称轴。
表1.2 线段几何信息
●切换到子线段标签，分别修改以下值。位移2改为3m。线段类型改为弧。半径改
为11m。线段角度改为360°。
图1.3 隧道断面线段
全选已经创建好的线段，点击相交工具（或者右键选择intersect segment），
选中不需要的线段，选择删除工具（或者右键选择删除）。
●切换到属性标签，全选已经创建好的线段，右键选择创建板选项。
●按住
●全选绘图区的曲线，右键将衬砌的材料属性赋给隧道的板。除了临时仰拱开挖线外，
为隧道衬砌指定负向界面。最终的隧道设计器窗口如图1.4.
●单击生成按钮并关闭
表1.3 板的材料属性
图1.4 最终隧道
1.2生成网格
●切换标签进入网格模式
划分网格。使用单元分布参数默认的选项中等。
查看网格，生成的网格如图1.5.
●单击关闭按钮退出输出程序。
图1.5 生成的网格
PLAXIS 2D AE案例教程：新奥法（NATM）隧道开挖
1.3计算
为了模拟隧道的施工过程，要进行分步施工。
●切换到分步施工模式中，定义计算阶段。
由于土层非水平，因此，不能使用K0过程生成初始应力。使用阶段窗口一般标签中重力加载生成土层。
●本例中不考虑地下水。水位线在模型底部。
●确保处于隧道冻结状态。
1.3.1模拟隧道施工过程
隧道是分步开挖，因此要分步施工计算。冻结隧道内部的土层仅仅影响土的刚度、强度和有效应力。计算阶段选择塑性计算，分步施工。使用所谓的β-法模拟隧道开挖产生的三维自然拱效应。β-法的思想是：作用在隧道上的初始应力为p k，隧道分两部分开挖，隧道开挖未支护时作用（1-β）p k和支护时作用βp k。在PLAXIS中实现该方法，是通过使用分步施工选项和减小的∑Mstage值来控制。
定义分步施工阶段：
Phase 1
添加新的阶段。
●在阶段窗口一般子目录下定义∑Mstage为0.6。对应的β值为1-∑Mstage=0.4
●在分步施工模式中冻结隧道中的上层土。不要激活隧道衬砌。如图1.6.
图1.6 Phase 1
Phase 2
添加新的阶段。
●在分步施工模式中激活上一步隧道开挖部分的衬砌和界面，如图1.7。
图1.7 Phase 2
Phase 3
添加新的阶段。
●在阶段窗口一般子目录下定义∑Mstage为0.6。对应的β值为1-∑Mstage=0.4。
●在分步施工模式中冻结隧道中的下层土和隧道中间的临时支护，如图1.8。
图1.8 Phase 3
Phase 4
添加新的阶段。
●激活剩余的衬砌和界面。激活整个隧道的板和界面，如图1.9.
图1.9 Phase 4
●注意：∑Mstage的值自动设置为1了。
在坡顶和隧道顶部选择生成曲线所需的点。这些点可以评估在施工阶段的变形。
计算工程
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计算完成后，保存。
1.4 结果
计算完成后，选择最后计算阶段并单击查看计算结果按钮。输出程序显示了最后计算阶段的变形，如图1.10。
图1.10 最后计算阶段网格变形
为了显示隧道的弯矩：
单击竖向工具栏中的拖拽窗口选择结构按钮，拖拽鼠标，选择隧道的所有部分。在弹出的窗口中选择板选项，并单击视图按钮。注意在结构视图中显示了隧道的衬砌。
图1.11 选择结构窗口
在菜单栏中力菜单中选择弯矩M选项。程序自动缩放一个适合的比例值，如图1.12.
图1.12 NATM隧道弯矩图
本教程到此结束！
我国当前勘察方面软件的应用概况 摘要：随着工程建筑行业的发展和对设计和施工要求的提高，对于岩土勘察行业的要求也越来越高，勘察相关应用软件也越来越多。目前，我国勘察行业软件主要由商业软件公司提供，如理正系列软件、华宁系列软件等就是属于此类，但是还有一部分勘察软件是有设计院或公司自己编写的。每一个软件都有自身的优点和缺点，我们可以根据项目的具体要求选择使用，在此简单介绍当前我国几种使用较广泛的勘察软件。 关键词：勘察，理正，华岩，华宁，恒星 一、理正勘察系列 理正勘察系列软件主要由理正土工试验软件、理正工程地质勘察软件、理正勘察数据与图档管理系统（GDM）、理正勘察概预算软件、理正勘察三维地质模块五个部分组成。 1、理正土工试验软件 基本功能：完成常规室内土工试验的数据录入、计算、曲线分析及绘制，自动生成成果汇总表格及各种试验记录表格，自动统计工作量并生成收费表，可向理正工程地质勘察CAD软件传递土工室内试验数据。 软件特点:适用工民建、水利、铁路、公路等多个行业；试验项目丰富，包含常见的15种试验项目和常用的试验方法，满足绝大部分用户的工程要求；专业功能全面，包含各种试验记录表格、成果汇总表、试验曲线和收费统计功能；独特的曲线分析功能，试验成果曲线的智能分析和人工干预的完美结合；人性化的操作方式，强大的定制功能和模板功能提供给用户贴心的操作体验；与理正勘察软件的流畅衔接，强大的接口功能提供了土工试验数据与理正勘察Gicad的传递,无需人工录入试验数据,快捷方便准确； 2、理正工程地质勘察CAD 基本功能：依据工民建、公路、铁路、电力、水利等行业现行规范及多个地方标准，集数据录入、统计分析、成果图表、场地评估、勘察报告及相关的岩土分析于一体的勘察报告编制软件。 软件特点：模块化结构，自由组合；全方位需求，扩展性强。 3、理正勘察数据与图档管理系统 基本功能：统即可单独管理勘察数据与图件，也可以将勘察数据与地图相结合，实现对勘察数据、地质图件、勘察成果等资料的综合管理，并支持多种数据
第9卷 增刊中国地质灾害与防治学报V o l19 Supp lem ent 1998年11月TH E CH I N ESE JOU RNAL O F GEOLO G I CAL HA Z A RD AND CON TROL N ov11998 岩土锚固工程中锚固体应力 分布的有限元分析 王连捷 王薇 董诚 (中国地质科学院地质力学所,北京,100081) 提要 岩土锚固对地下工程,边坡加固,高层建筑,地基基础工程等有重要作用。本文对三种不同类型的锚杆,即拉力型,剪力型,压力型的锚杆锚固体中的应力分布以及拉杆刚度对应力分布的影象进行了有限元计算,。 应力分析结果表明: 1、在弹性应力情况下,拉力型锚杆锚固体中的应力集中明显,应力分布主要集中在锚固段上部较小的范围以内。在这种情况下,过分加大锚固段长度是无意义的。 2、剪力型锚杆锚固体中的应力分布范围较大,应力集中较小,较均匀。因而能承受较大的抗拔力。但第三类剪力型锚杆对改善应力分布无作用。 3、锚固体产生塑性变形后,应力集中程度降低,达到锚固体的残余强度。同时,应力向深部弹性区转移,以调动更大范围锚固体的强度。 4、拉杆的刚度对锚固体中的应力分布有影响。拉杆的刚度越大,应力分布越趋于均匀。但拉杆刚度是有限度的。任意加大刚度有困难,只能到一定程度。 关键词 岩土锚固 锚索 应力分布 一、前言 岩土锚固对地下工程,边坡加固,高层建筑,地基基础工程等有重要作用。本文对不同类型的锚杆(索)的锚固体中的应力分布以及锚杆刚度对应力分布的影象进行了有限元计算,为锚固技术的设计提供依据。 二、预应力锚杆结构简述 预应力锚杆由锚头、杆体和锚固体三部分组成,如图1[1]。锚头位于锚杆的外露端,它由锚具,承压板,台坐,支挡结构组成,通过它对锚杆施加预应力。杆体连接锚头和锚固体,由螺纹钢或钢绞线组成,通常利用其弹性变形对锚杆施加预应力。锚固体由水泥浆组成,位于锚杆的下半部,通过锚固体把应力从锚杆传给地层。 作者简介 王连捷,男,63岁,研究生毕业,研究员,主要研究地应力测量,岩土锚固,边坡治理,应力计算。
VISSIM,PARAMICS,TSIS仿真软件对比分析三大著名的仿真软件 (VISSIM/PARAMICS/TSIS)对比分析 VISSIM仿真系统 VISSIM是德国PTV公司开发的微观仿真软件，是一种微观的、以时间为参照、以交通行为模型为基础的仿真系统，主要用于城市和郊区交通的模拟仿真中。它采用的是一个离散的、随机的、以0(1s为时间步长的微观模型。车辆的纵向运动采用了基于规则的算法。不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型。VISSIM提供了图形化的界面，用2D和3D动画向用户直观显示车辆运动，运用动态交通分配进行路径选择。VISSIM可以模拟轨道和道路公共交通、自行车交通和行人交通，由仿真获得的交通特征数据可以评估不同的选择方案。它能够模拟许多城市内和非城市内的交通状况，特别适合模拟各种城市交通控制系统，主要应用有:(1)由车辆激发的信号控制的设计、检验、评价;(2)公交优先方案的通行能力分析和检验;(3)收费设施的分析;(4)匝道控制运营分析;(5)路径诱导和可变信息标志的影响分析;(6)路段、交叉口及整个交通网的通行能力和交通流分析;(7)评估不同的设计规划方案和交通组织方案;(8)评估环形交通;(9)评估收费系统和其他交通服务设施;(10)评估智能交通系统的效果(如路径选择系统);(11)大型公交车站的功能分析:(12)复杂交通设施各种运行方式的优化设计(如信号灯控制的路口和无信号灯控制的路口的组合和协 调);(13)信号灯控制程序的设计和优化:(14)设计公交优先系统;(15)2D和3D 模拟结果的动态演示等。 在VISSIM模型中，信号灯控制程序可以在定时控制或者感应式信号程序方式下进行模拟。在信号控制程序的模拟时，西门子、飞利浦、PTV、BASEL等公司的产品都可以与之兼容。VISSIM仿真系统中，对于交通流和信号控制之间有一个接
EXCEL 在岩土工程计算中的应用 摘要 Microsoft Excel 是Office 中的一个电子表格软件，它在自动化办公中得到了广泛应用，其强大的计算功能和丰富的函数，可以方便地应用于工程计算中去。本文以滑坡剩余推力法计算和地基沉降量计算为例，介绍Excel 在岩土工程计算中的的一些应用。 关键词 岩土工程 EXCEL 剩余推力法 地基沉降量 1. 前言 计算机技术在岩土工程计算中已经得到了普遍的应用，虽然商业的专业软件层出不穷，但由于这些软件的不可见性、不可修改性，这给使用者带来了诸多的不便。Microsoft Excel 是美国微软公司研制的电子表格软件，它具有强大的计算、制图、制表和数据库操作功能，使用较为简单、方便，它在各个领域得到了广泛的应用［1］［2］ 。笔者就EXECL 以岩土工程勘察中的滑坡剩余推力法计算和地基沉降量计算为例，介绍一些常见计算问题的解决方法和实践体会，以达到抛砖引玉的目的。 ２．EXCEL 的一些主要特点［3］ （1）具有强大的函数计算功能：它的内部函数包括对数函数、三角函数、工程函数、字符串函数及逻辑函数等等，它支持公式的编辑、复制、粘贴；同时还支持Visual Basic 编程，通过宏和Visual Basic 可以定义用户自定义函数。 （2）具有强大的数据库功能：可以对数据进行修改、插入、删除、查询、替换、排序、筛选、链接等操作。 （3）计算结果自动更新：更改原始数据后，计算结果自动更新。 ３．用EXECL 计算滑坡剩余推力 在《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）中用剩余推力法计算滑坡稳定系数Fs 和各滑块的剩余下滑力Pi 计算公式如下［4］： ∑∏∑∏-=---=--+??? ? ??+???? ??= 1111 11n i n n i j j i n i n n i j j i S T T R R F ψψ P i = P i-1·ψ+ Ｆst ·T i - R i ()()i i i i i i i i i i i n i i i n i j j i i i i i i j Q T Q N L C N R T θθ?ψψψψψ?θθθθψsin cos tan .......tan sin cos 1 211 1 11==+==---=-++-=+++∏ 下面以山西大运高速公路清徐县附近一滑坡的稳定性计算为例，介绍利用EXCEL 进行计算的步骤。根据野外钻探揭露，滑体的主滑断面如图1所示，断面几何参数及滑面的力学参数见图2。 （1） 建立计算工作表录入原始数据 建立如图2、图3格式的工作表，工作表中需要输入的项目有分块编号，分块边界的横坐标X ，顶部纵坐标Y 1，底部纵坐标Y 2，滑体容重γi 、滑动面粘聚力C i 、摩擦角φi 及设计安全系数F s 。 录入数据后，需要计算的项目有滑体几何特征参数滑面长L i 、滑面倾角αi ，各滑块重力Q i 、滑动分力T i 、抗滑分力R i 、传递系数ψi ，传递系数Πψj ，传递抗滑力R i Πψj ，累计传递抗滑力∑R i Πψj ，传递滑动分力T i Πψj ，累计传递滑动力∑T i Πψj ，剩余下滑力P i 和滑坡稳定系数F s 。
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岩土工程数值法 班级：63 专业：隧道与地下工程姓名： 学号：630 吉林大学建设工程学院 年月日
目录 一、问题提出 (3) 二、围岩离散化 (4) 三、数据准备 (5) 四、计算过程 (6) 五、结果初步分析 (7) 六、图形 (7) 七、隧道开挖对围岩的影响 (10) 八、结语 (12) 九、参考文献 (12)
随着我国经济快速发展，各种隧道、公路、铁路、房屋以及其它基础设施进入了一个高速建设的阶段，随之而来的是土木工程的跨越式发展。土木工程的设计和研究手段也有了很大的提高，从以前的基于经验的设计理论逐渐过渡到定量与定性相结合的反分析计算理论。目前为止，土木工程的研究方法主要有以下五类：类比法；解析法；模型模拟（物理模型方法）；现场监控量测；数值法（数值模拟）。 通过岩土工程数值法这门课程，我们系统的学习了数值法中的有限单元法的原理以及它在岩土工程中的应用。随着计算机的普及和运算速度的提升，为弹性力学的数值解法开辟了广阔的领域，尤其在隧道工程中，采用有限单元法分析都得到了满意的结果。目前，有限单元法已经是解决不同岩体结构、围岩与支护相互作用、隧道围岩压力、围岩应力和变形、围岩破坏过程与破坏机制的主要方法。本文将针对一个隧道开挖实例，应用有限单元法进行位移、应力等相关参数的分析。 一、问题提出 在岩土体中修建隧道是一件十分复杂的工程。因为岩土体是地壳内外力长期作用下形成的一种复杂的地质体，具有天然应力、非均质、不连续、各向异性等特点，从而表现在力学性质上具有非线性、剪胀性、蠕变性等。而有限单元法可以将岩土体复杂多变的力学性质，基本地质因素、复杂和混合的边界条件、岩土体与工程结构物的组合作用等问题统筹考虑，以得到接近实际的数值解答。 目前，隧道施工和设计都是基于“新奥法”，新奥法的核心是充分发挥围岩的承载能力，将围岩视为承载的主体。随之而来的是如何确定围岩收敛的极限位移，如何确定衬砌的支护时间，如何判定围岩应力的集中程度等问题。本文基于以下条件进行隧道开挖后的围岩进行分析。 本隧道断面为曲墙式，拱部半径为5m，下部为10m×6m的矩形，跨度为10m，隧道埋深200m。已知岩体参数为：岩体弹性模量{EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT |Mpa ，泊松比，岩体初始粘结力，初始摩擦角，岩体 10 E4 残余粘聚力，残余摩擦角，岩体容重，岩体单轴抗压强度。具体见图1。
各大仿真软件介绍（包括算法，原理） 随着无线和有线设计向更高频率的发展和电路复杂性的增加，对于高频电磁场的仿真，由于忽略了高阶传播模式而引起仿真的误差。另外，传统模式等效电路分析方法的限制，与频率相关电容、电感元件等效模型而引起的误差。例如，在分析微带线时，许多易于出错的无源模式是由于微带线或带状线的交叉、阶梯、弯曲、开路、缝隙等等，在这种情况下是多模传输。为此，通常采用全波电磁仿真技术去分析电路结构，通过电路仿真得到准确的非连续模式S参数。这些EDA仿真软件与电磁场的数值解法密切相关的，不同的仿真软件是根据不同的数值分析方法来进行仿真的。通常，数值解法分为显示和隐示算法，隐示算法（包括所有的频域方法）随着问题的增加，表现出强烈的非线性。显示算法（例如FDTD、FIT方法在处理问题时表现出合理的存储容量和时间。本文根据电磁仿真工具所采用的数值解法进行分类，对常用的微波EDA仿真软件进行论述。2．基于矩量法仿真的微波EDA仿真软件基于矩量法仿真的EDA 软件主要包括A D S（Advanced Design System）、Sonnet电磁仿真软件、IE3D和Microwave office。 2.1ADS仿真软件Agilent ADS(Advanced Design System)软件是在HP EESOF系列EDA软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件，是美国安捷伦公司开发的大型综合设计软件，是为系统和电路工程师提供的可开发各种形式的射频设计，对于通信和航天／防御的应用，从最简单到最复杂，从离散射频／微波模块到集成MMIC。从电路元件的仿真，模式识别的提取，新的仿真技术提供了高性能的仿真特性。该软件可以在微机上运行，其前身是工作站运行的版本MDS（Microwave Design System）。该软件还提供了一种新的滤波器的设计引导，可以使用智能化的设计规范的用户界面来分析和综合射频／微波回路集总元滤波器，并可提供对平面电路进行场分析和优化功能。它允许工程师定义频率范围，材料特性，参数的数量和根据用户的需要自动产生关键的无源器件模式。该软件范围涵盖了小至元器件，大到系统级的设计和分析。尤其是其强大的仿真设计手段可在时域或频域内实现对数字或模拟、线性或非线性电路的综合仿真分析与优化，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，使之成为设计人员的有效工具[6-7]。2.2Sonnet仿真软件Sonnet是一种基于矩量法的电磁仿真软件，提供面
1 Flac：大变形、破坏，灵活性，开放性，软件来源于实际工程，所以可靠度很高，但并是能解决所有的问题； Ansys & Abauqs：通用性软件，在结构方面很强，特别是Abaqus 在非线性方面。在岩土方面，我没有实际用过，只别人说还可以。 Plaix：操作比较简单，开发人员都有工程背景，软件计算的结果比较可靠；Midas/Gts：韩国的软件，以前是搞桥梁的，最近才转岩土，没有很强的理论背景，不知道计算出来的东西可不可靠。或者在某一方面得到实际工程的验证，但可靠度还有呆进一步； Geo：边坡、非饱和渗流方面比较牛，特别是非饱和渗流方面，理论创建者是非饱和渗流的奠基人； Rc：岩石力学方面很牛，原因也是因为理论支持是这方面的大牛人； 总结：建议从难的基础的学起，搞基础理论搞清楚了，做出来的东西才是东西。不然随便拿个软件算算，只在乎软件的易学以及图形的漂亮，而不管到底最后结果如何，肯定会出问题的。 所以从Flac 软件学起，搞清楚理论背景。把理论搞清楚后，再选择一些相对简单的软件比较好。这样对计算出来的结果心里有底。 2通用软件的功能的确比较强大，但是针对性不强，比如我们都是学岩土的，土的本构关系、土和结构的接触啊等都是比较复杂，如果是通用软件，那么你都要一一的去设置，非常麻烦，当然如果你学的非常好，土力学的概念非常清晰，有限元的知识功底也很强大，那当然是没问题的。如果我们是个新手，我想在一开始的单元选择和网格划分上就有点难住了，我认识很多人都是用通用软件，但只是照着例子做一遍，并不知道为什么要那样设置，等到变个情况时候，就是不知道怎么做了！我们学习软件当然并不是只学个操作，重要的原理，知道所以然。所以，我的建议是先学比较容易上手的专业软件，这样你可以通过学习这个软件带动自己学习这个专业的知识，比如看软件的效验手册和科学手册你都会学到很多，让你回顾一下，岩土的一些理论比如本构、固结、渗流等，并且让你知道软件大概是怎么去模拟及它们的误差会在哪里。另外，比较好上手的软件会让自己有信心，比较有成就感！等会了专业软件的时候，如果会了简单的再学复杂的，当然你已经有了一定的概念，比较难的软件就不成问题了。 3FLAC3D/FLAC2D，MIDAS/GTS ，PLAXIS，ANSYS，ABAQUS 我觉得做科研flac、abaqus、ansys都可以，不过相对而言ansys不太适合岩土 的数值计算做项目或者设计midas/gts和plaxis都不错，数值软件只要学精通一 个就可以了。 4通用软件： 1、ADINA：动力分析功能好，流固耦合强，但建模不方便，特定问题使用。 2、ABAQUS：非线性计算，界面好，专业性不强，适合岩土，高级用户使用。 3、ANSYS：通用，资源丰富，参数化语言。但专业性不强，可作入门，使用
AVL LIST TECHNICAL CENTER (SHANGHAI) CO.LTD 上海市浦东榕桥路327号，201206 Tel:+862158996900 Fax:+862158996822 AVL 流体分析软件能力介绍 AVL 公司是一家在世界汽车、发动机行业拥有极高知名度的高科技公司.AVL 的先进模拟技术部门致力于开发动力总成及整车的设计分析软件平台，并负责该平台上各个软件在全球的销售、技术支持，以及小型的计算项目（此类项目的计算工作以客户为主，AVL 工程师为辅，着力于培养客户工程师）。现在国内汽车、发动机行业内拥有140多个正式用户。 AVL 公司的先进模拟技术部门充分认识到软件只是一个工具，我们的客户更需要源源不断的专业技术支持。因此，我们的技术专家不但能够熟练地操作软件，更具备深厚的行业应用经验。这是AVL 软件部门在国内同行中最具竞争力同时也得到客户广泛认可的方面. 下面就以下几个方面对AVL 流体分析软件进行介绍: 1、 产品技术说明 AVL 流体分析软件是集前处理, 求解器和后处理于一体的软件包. 在同一界面能实现三维流动分析的全过程, 有非常友好的用户界面.针对发动机动力总成和整车流体力学分析提供了非常专业的应用模板。下面分别进行说明： 1) FIRE---发动机三维流动分析 可以求解最复杂的气体流动, 包括进排气系统、进气道流动、内燃机缸内流动和详细的喷雾燃烧现象等。从而指导优化进排气系统、水套、燃烧室结构、喷射参数和排放物生成的降低等。 功能强大的求解器 算法及主要物理模型 ? 采用最先进的以网格面为基准的适用于任意形状多面体网格的有限体积法求解技 术，在同类ＣＦＤ软件中最早采用该技术 ? 所提供的湍流模型中除通用的模型外，还有AVL 提出的复合湍流模型－结合了k- ε 模型的快速稳定性及RSM 模型的高精度。 ? 多相流模型在同类软件中具有最高水平，体现在以下几个方面： o 真正的“多”相：允许任意多个相并考虑相与相之间的相互作用； o 可将多流体与VOF方法结合起来； o 可处理考虑体积力的相变过程如淬火过程； o 对两个或多相中每相的处理完全是公平的。例如：对每相的湍流模拟是独 立的，同时又考虑各相间湍流的交互作用。 o 在喷孔穴蚀模拟方面有丰富的经验；
中科院力学所科技成果——利科岩土工程分析软件技术介绍及特点 利科（LinkFEA）岩土工程分析软件是针对水利水电工程的渗流、堤坝的应力变形与结构安全性和边坡的稳定性计算分析而自主开发的有限元软件系统。包括渗流计算模块LinkFEA-Seepage、渗流与应力耦合计算模块LinkFEA-Stress和基于有限元应力计算结果的边坡稳定分析模块LinkFEA-Slope三部分。该软件用Fortran语言开发，经历了近20年的水利水电工程分析应用与软件改进扩展，具有计算收敛性好、计算结果可靠等优点。能进行复杂工况下的地下水三维渗流计算、堤坝三维渗流与应力变形耦合计算、堤坝与边坡二维稳定计算。 应用领域 大渡河瀑布沟水电站
澜沧江如美水电站 主要应用于水利水电工程的渗流分析、堆石坝的应力变形与结构安全性分析和边坡稳定分析。近20年来，已经在大渡河瀑布沟、大渡河长河坝、大渡河双江口、澜沧江如美4个里程碑级水电站工程和雅鲁藏布江加查、澜沧江黄登、大渡河硬梁包、黑水河毛尔盖、拉萨河扎雪、象泉河阿青、三岔河引子渡等10多个水电站工程设计的关键问题研究中应用。现正在用于澜沧江如美、金沙江拉哇和雅鲁藏布江米林等超大水电站的设计研究中。该软件也曾应用于上海洋山港码头的研究和部分工程的地下水环境评价分析。 技术成熟度及应用案例 LinkFEA软件的核心计算功能经过若干考题考核，在水利水电行业有近20年的应用，在水电站渗流控制、堆石坝结构设计和边坡稳定评价与边坡工程设计中，其计算分析成果，已经作为工程设计的依据，得到水电行业设计与审查部门的认可。依据工程分析的需要，软件的功能还在不断得到扩充。但软件本身在友好交互界面、建模和后
岩土工程数值计算原理与方法 随着计算机的计算速度和存储能力的飞速发展以及计算方法的日益完善，数值模拟方法已经成为研究未知领域的强有力的工具。在岩土工程计算与分析中数值计算原理与方法也发展很快。特别是有限元的发展，促进了岩土工程研究、工程预测、优化设计和计算机辅助设计等的发展。但在工程实际中使用数值计算原理与方法却存在一些问题：例如有些人因缺乏对有限元和工程性质的深入了解，而有限元的迅速发展给他们造成一种假象，认为它是万能的，可以处理几乎所有的岩土工程问题；同时他们又被有限元计算结果的精度所迷惑，不了解这些精确结果后面所隐藏的不确定性，也不了解这些数值方法所采用本构模型的局限性以及相应参数的不确定性；因这些不确定性导致数值计算原理与方法的预测结果与实际情况和实际经验相差很大，又由于部分人计算偏于保守，使得岩土工程师难以接受现代数值计算原理与方法。 1. 岩土工程数值计算原理与方法也具有两面性。 有些人偏向于用其进行岩土工程的分析计算的原因在于： (1)数值计算原理与方法能够做任何传统的分析方法所能做到的分析与计算，而且做得更多、更好。 (2)数值计算原理与方法能够给出复杂数学模型的解。因而能够从机理上预测工程性质，而不是统计和经验性的描述，这是一大优点；而简化或经验分析方法有时只能描述其表面或形式上(统计)的关系，缺乏物理机制的描述和探讨。 (3)该方法既能处理简单问题，也能处理复杂问题。 数值计算原理与方法难以被其他人接受的原因在于： (1)使用复杂，难以被很好的掌握。 (2)数值计算原理与方法本身的不确定性(指与精确的解析方法相比所产生的不确定性，特别是在岩土动力非线性问题中这种不确定性会很大)导致预测结果与工程实际不符。 (3)数值计算原理与方法所使用的物理模型或本构模型有局限性，难以反映实际情况，导致预测结果与工程实际不符。 (4)采用复杂模型要求较多的参数，而这些参数难以用简单试验获得。 (5)既然数值计算原理与方法和传统的分析方法都具有很大的不确定性，还不如采用传统的分析方法，因为传统的方法简单、实用。 (6)精确的数值分析结果会误导使用者迷信这些结果的精确性，而没有认识到其后面隐
现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 (一)Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。 (二)SPECCTRAQuest Cadence的工具采用Sun的电源层分析模块： Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在PCB详细设计前使用此工具，对互连线的不同情况进行仿真，把仿真结果存为拓扑结构模板，在后期详细设计中应用这些模板进行设计。 （2）DF/Signoise工具是信号仿真分析工具，可提供复杂的信号延时和信号畸变分析、IBIS 模型库的设置开发功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert进行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以进行反射、串扰、SSN、EMI、源同步及系统级的仿真。 （3）DF/EMC工具——EMC分析控制工具。 （4）DF/Thermax——热分析控制工具。 SPECCTRAQuest中的理想高速PCB设计流程： 由上所示，通过模型的验证、预布局布线的space分析、通过floorplan制定拓朴规则、由规
岩土工程软件应用实训习题 一、边坡稳定性分析计算 (2) 设计支护锚杆。 (3) 采用土钉（墙）支护设计项目: 超级土钉 3 (8) 二、地基处理设计 (22) 三、挡土墙设计 (26) 四、基坑降水设计 (34) 五、岩土工程勘察(操作系统为Windows XP，其它系统无法显示出图件) (44) 1、工程概况 (44) 2、场地工程地质条件及水文地质条件 (45) 2.1、场地工程地质条件 (45) 2.1.1、场地地形地貌 (45) 2.1.2、场地各岩土层工程地质特征 (45) 2.2 水文地质条件 (47) 地下水类型及特征 (47)
一、 边坡稳定性分析计算。 边坡见图1，求其稳定系数。 x o 5 912155 图1 边坡若采用相同锚杆支护，锚杆的材料参数为：抗剪强度200MP a ，抗拉强度200MP a ，与土体粘结力50kP a 。试设计支护锚杆。若采用土钉（墙）支护，试设计该土钉支护。 ------------------------------------------------------------------------
设计支护锚杆。计算项目：等厚土层土坡稳定计算 1 ------------------------------------------------------------------------[计算简图] [控制参数]: 采用规范: 通用方法 计算目标: 安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震 [坡面信息] 坡面线段数 3 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 1 5.000 0.000 0 2 5.000 10.000 0 3 10.000 0.000 1 超载1 距离0.010(m) 宽5.000(m) 荷载(20.00--20.00kPa) 270.00(度) [土层信息] 上部土层数 2
数值模拟软件大全 GEO-SLOPE Offical WebSite: www. geo-slope. com SLOPE/W: 专业的边坡稳定性分析软件, 全球岩土工程界首 选的稳定性分析软件 SEEP/W: 专业的地下渗流分析软件, 第一款全面处理非饱和土体渗流问题的商业化软件 SIGMA/W: 专业的岩土工程应力应变分析软件, 完全基于土(岩)体本构关系建立的专业有限元软件 QUAKE/W: 专业的地震应力应变分析软件, 线性、非线性土体的水平向与竖向耦合动态响应分析软件 TEMP/W: 专业的温度场改变分析软件, 首款最具权威、涵盖范围广泛的地热分析软件 CTRAN/W: 专业的污染物扩散过程分析软件, 超值实用、最具性价比的地下水环境土工软件 AIR/W:专业的空气流动分析软件, 首款处理地下水-空气-热相互作用的专业岩土软件 VADOSE/W: 专业的模拟环境变化、蒸发、地表水、渗流及地下水对某个区或对象的影响分析软件, 设计理论相当完善和全面的环境土工设计软件 Seep3D(三维渗流分析软件)是GeoStudio2007专门针对工程结构中的真实三维渗流问题, 而开发的一个专业软件, Seep3D软件将强大的交互式三维设计引入饱和、非饱和地下水的建模中, 使用户可以迅速分析各种各样的地下水渗流问题. 特点:GeoStudio其实就是从鼎鼎大名的GEO-SLOPE发展起来的, 以边坡分析出名, 扩展到整个岩土工程范围, 基于. NET平台开发的新一代岩土工程仿真分析软件, 尤其是VADOSE/W模块是极具前瞻性的, 环境岩土工程分析的利器. 遗憾的是其模块几乎都只提供平面分析功能. Rocscience Offical WebSite: www. rocscience. com Rocscience 软件的二维和三维分析主要应用在岩土工程和 采矿领域, 该软件使岩土工程师可以对岩质和土质的地表 和地下结构进行快速、准确地分析, 提高了工程的安全性并 减少设计成本. Rocscience 软件对于岩土工程分 析和设计都很方便, 可以帮助工程师们得到快速、正确的解答. Rocscience 软件对于用户最新的项目都有高效的解算结果, 软件操作界面是基于WINDOWS 系统的交互式界面. Rocscience 软件自带了基于CAD 的绘图操作界面, 可以随意输入多种格式的数据进行建模, 用户可以快速定义模型的材料属性、边界条件等, 进行计算得到自己期望的结果. Rocscience 软件包括以下十三种专业分析模块: Slide 二维边坡稳定分析模块
1. Canadian Geotechnical Journal This Journal Published since 1963, so it has a long history of more than 50 years.This monthly journal features articles, notes, and discussions related to new developments in geotechnical and geoenviorenmental engineering, and applied sciences. The topics of papers written by researchers, theoreticians, and engineers/scientists active in industry include soil and rock mechanics, material properties and fundamental behavior, site characterization, foundations, excavations, tunnels, dams and embankments, slopes, landslides, geological and rock engineering, ground improvement, hydrogeology and contaminant hydrogeology, geochemistry, waste management, geosynthetics, offshore engineering, ice, frozen ground and northern engineering, risk and reliability applications, and physical and numerical modeling. Papers on actual case records from practice are encouraged and frequently featured. The impect factor of this journal is more than 0.5. 2. Geotechnical Engineering, Proceedings of ICE Geotechnical Engineering covers all aspects of geotechnical engineering including tunnelling, foundations, retaining walls, embankments, diaphragm walls, piling, subsidence, soil mechanics and geoenvironmental engineering. Presented in the form. of reports, design discussions, methodologies and case records it forms an invaluable reference work, highlighting projects which are interesting and innovative. Geotechnical Engineering publishes only six issues per year.Although it's impact factor is only 0.28,it is one of the most popular journals in our filed. 3. Géotechnique, Proceedings of ICE Established for almost 60 years, Géotechnique is ICE's world-leading geotechnics journal, publishing the cream of the international community's output on all aspects of geotechnical engineering.Subject coverage: Géotechnique provides access to rigorously refereed, current, innovative and authoritative research and practical papers, across the fields of soil and rock mechanics, engineering geology and environmental geotechnics.Géotechnique is published ten times per year: February–June, August–December.Indexed by SCI, Current Contents, Compendex, Geo Abstracts, Elsevier Science Direct, Citeseer and others. Each only published a few articles, and the impact factor is more than 1.2,so I think this Journal is the most popular one in our field.
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：专业知识，课程性质：选修 一、课程介绍 1. 课程描述 本课程为环境工程专业选修课程，讲授并指导学生利用计算机对岩土工程有限元专业软件进行实际操作练习，使学生掌握利用有限元数值模拟技术解决岩土工程问题的方法步骤，并对结果进行正确的分析评价。课程主要针对岩土工程专业有限元分析软件Plaxis2D的使用进行上机实践，对常见的典型岩土工程问题进行模拟计算和分析。该课程的开设能为学生今后的工作学习奠定软件计算分析基础，有利于学生工作能力的提升，增强其竞争力。 This course is elective for students majored in environmental engineering, which aims to instruct students to practice in numerical simulation using finite element analysis software of geotechnical engineering via computers, to master the method and steps to solve geotechnical engineering problems using finite element method, to analyze results of numerical simulation. This course mainly concerns practicing operation in numerical simulation by finite element analysis software of geotechnical engineering, Plaxis2D, simulation and analysis in common typical geotechnical engineering problems. By this course, students would have the basis of numerical simulation by finite element method, which is benefit for improvement of students’ working ability and enhancement of their competition. 2. 设计思路 作为本科生课程，选择操作相对简单的岩土工程专业有限元分析软件为例进行教学，主要侧重于有限元分析的基本方法步骤以及岩土工程典型问题的数值计算分析，以期达到抛砖引玉的目的。以岩土工程有限元专业分析软件Plaxis2D为基础，对岩土 - 1 -
一．当今流行的电路仿真软件及其特性 电路仿真属于电子设计自动化（EDA）的组成部分。一般把电路仿真分为三个层次：物理级、电路级和系统级。教学中重点运用的为电路级仿真。 电路级仿真分析由元器件构成的电路性能，包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、瞬态分析等。电路级仿真必须有元器件模型库的支持，仿真信号和波形输出代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使设计人员在实际电子系统产生之前，就有可能全面地了解电路的各种特性。目前比较流行的电路仿真软件大体上说有：ORCAD、Protel、Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker、Micro-CAP 和Edison等一系列仿真软件。 电路仿真软件的基本特点： ●仿真项目的数量和性能： 仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件都有的基本功能是：静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项；可能有的分析是：傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真软件如SIMextrix只有6项仿真功能，而Tina6.0有20项，Protel、ORCAD、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能。对电子设计和教学的各种需求考虑的比较周到。例如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。 Pspice语言擅长于分析模拟电路，对数字电路的处理不是很有效。对于纯数字电路的分析和仿真，最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件，例如，Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plusII等。 ●仿真元器件的数量和精度： 元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千个到1--2万个不等的仿真元件，但软件内含的元件模型总是落后于实际元器件的生产与应用。因此，除了软件本身的器件库之外，器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。大量的网络信息也能提供有用的仿真模型。设计者如果对仿真元件模型有比较深入的研究，可根据最新器件的外部特性参数自定义元件模型，构建自己的元件库。对于教学工作者来说，软件内的元件模型库，基本上可以满足常规教学需要，主要问题在于国产元器件与国外元器件的替代，并建立教学中常用的国产元器件库。 电路仿真软件的元件分类方式有两种：按元器件类型如电源、二极管、74系列等分成若干个大类；或按元器件制造商分类，大多数仿真软件有电路图形符号的预览，便于选取使用。