中科院力学所科技成果——利科岩土工程分析软件
workbench在岩土工程中的引用
workbench在岩土工程中的引用在岩土工程中，Workbench是一种常用的软件工具，用于进行结构力学、地震分析、地基处理和地下水流分析等方面的数值模拟和计算。
它具有强大的建模能力和分析功能，广泛应用于土壤力学、岩石力学、土木工程、地质工程和水资源工程等领域。
以下是Workbench在岩土工程中的引用。
1. 模拟土壤和岩石中的应力分布：Workbench可以通过建立合理的数值模型，模拟土壤和岩石中的应力分布情况。
通过考虑不同的边界条件、地下水情况和地震作用等因素，可以更加准确地预测地下工程的稳定性和安全性。
2. 地基处理的优化设计：Workbench可以模拟和计算地基处理措施的效果，如加固桩、悬臂墙、石柱等。
通过优化设计，可以确定最佳的处理方案，提高地基的承载力和抗震性能。
3. 地下水流分析：Workbench可以模拟和计算地下水流动的过程，通过考虑土体的渗透性和孔隙水压力等因素，可以预测地下水位的变化和对工程的影响。
这对于地下工程和水资源管理具有重要意义。
4. 岩石力学参数的确定：Workbench可以通过岩石试验数据进行参数反演，准确确定岩石的弹性模量、泊松比、抗剪强度等力学参数。
这对于岩石工程设计和岩爆灾害评价具有重要意义。
5. 地震响应分析：Workbench可以进行地震动力学分析，模拟地震荷载作用下的结构响应。
可以评估土体和结构的稳定性，预测地震灾害风险，为地震设计和抗震设防提供技术支持。
6. 土木工程结构设计：Workbench可以进行土木工程结构的静力和动力分析，如建筑物、桥梁、坝体等。
通过考虑土体和结构的相互作用，可以提高结构的安全性和可靠性。
7. 整体稳定性分析：Workbench可以进行整体稳定性分析，研究土质边坡、岩质边坡、挡土墙等结构的稳定性问题。
通过评估变形、滑动、倾斜等失稳机理，可以指导工程设计和施工过程。
综上所述，Workbench在岩土工程中具有广泛的应用价值。
岩石物理综合分析软件RokDocJi-Fi
（４）：５４—５７．
［１２］ 肖承文 ，李 进福 ，陈伟 中，等．塔 里 木盆 地高 压低 渗 透率储层测井评价 方法 与应用 ：以库 车前陆盆地 为例 ［Ｍ］．北京 ：石油工业 出版社 ，２００８，１２：１３—１９．
［１３］ＤＵＲＨＵＵＳ Ｊ，ＡＡＤＮＯＹ Ｂ ｓ．Ｉｎ ｓｉｔｕ Ｓｔｒｅｓｓ ｆｒｏｍ Ｉｎ—
（２）有效 应 力 、水 平 地 应 力 差 和走 向应 力 差 等 因素影 响着 地层 孔 隙 性 和 渗 透性 ，进 而 影 响储 层 有 效 性 。研究 地应 力 对 储 层 裂缝 有 效性 的影 响时 ，要 重 点考 虑 地应力 方 向和 裂缝 主方 位 的关 系 。天 然裂 缝 走 向与 现今水 平 最 大 地 应 力 方 向夹 角 较 小 （小 于 ４５。）时 ，走 向应 力 差 变 大 ，则 裂 缝 发育 、裂 缝 孔 隙 度 和宽 度增 大 ，储 层 有 效 性 变好 。对 低 孔 隙度 裂缝 性 砂岩储 层有效 性 的判 别 ，在 参考 常规 评价 指标 （孔 隙度 、渗透 率 、饱 和 度 ）的基础 上 ，注重 地应 力对 储 层 参 数尤 其 是对 裂缝 参数 的影 响 ，可引入 有 效应 力 比 、 走 向应 力 差等 参数 从岩 石力 学 角度全 面评 价这 类储 层 的有 效 性 。
· ８４ ·
测 井 技 术
２０１８焦
４ 结束语
（１）库 车前 陆 盆地 高 陡构造 异 常 高压 致 密储 层 有 效性 的地 应力 评 价 ，首 先 要 准 确计 算 地 层 孔 隙压 力 与水 平最 大 、最 小 主应力 及 其方 向 ，其 次需 明确地 应 力与储 层 有效 性 的 关 系 ，提 取 相 应 的地 应 力 评 价 指 标 ，建 立储 层 品质评 价标 准 （即参 数 界 限和 图版 ）。
plaxis岩土工程设计分析软件
模型 围护墙侧移矢量
最终沉降等值面 围护墙侧移云图
应用价值：
• 肯定双基坑分步开挖方案
支撑
的优势，指导施工
内力
• 实现对周边环境影响的预
知、预控
PLAXIS应用：岩体、采矿和隧道工程
PLAXIS 可以研究隧道掘进过程中以及采矿活动中岩体的力学行为。在PLAXIS 中的隧道设计器可以快速地 模拟喷射混凝土衬砌或者钻挖隧道，防止隧道开挖过程中失稳。
Plaxis岩土有限元分析
Plaxis发展历程
Plaxis诞生于荷兰代尔夫特，是基于有限元的岩土工程软件的全球 市场领导者，2018年4月被Bentley收购。全球22 000多许可。
软土地基上河 堤稳定性分析
1986年 源于荷
兰TU Delft
1993年 成立
PLAXIS 公司
பைடு நூலகம்
1998年第 一版
• 三维数值分析与规范计算分 析结果表明，C1#主楼和C2# 主楼CFG桩复合地基处理范围 可以缩小至主楼底板范围内， 不必外延至分仓墙处，地基 承载力和沉降变形仍可控制 在设计要求范围以内
实例3：圆形煤库挡墙变形与稳定分析
• 轴对称模型 • 桩墙结构 • 挡墙的变形可以接受 • 安全性分析获得挡墙的安全
锚喷支护隧道
矿山分析
冷冻法竖井施工数值分析
在浅层采矿作业的井下活动和生产中，矿柱间采矿场盘区的稳定性设计非常重要，PLAIXS可用于分析采 矿场边坡稳定性，滑坡地灾分析，巷道支护，采空区沉降等。
PLAXIS应用：尾矿坝与库区
尾矿坝水库等在渗流作用下的稳定性分析 导入地形图：dxf，犀牛，点云等格式
实例1：氧化铝仓基础与边坡相互影响
• 圆形桩筏基础 • 荷载分别施加在仓体内外壁 • 分析边坡的失稳对基础的影
岩土工程的计算机软件综述
岩土工程的计算机软件综述岩土工程的计算机软件综述1. 岩土工程软件综述岩土工程以工程岩土体作为研究主要对象，是一门理论和实践都很强的综合性的应用技术学科，它包括勘察、设计、施工、检（验）（监）测和工程管理等全过程。
现在计算机分析岩土工程问题的范围和领域很广，随着计算机技术的发展，计算分析领域还在不断扩大。
除应用在本构模型和不同介质间相互作用分析外，还包括各种数值计算方法，土坡稳定分析，极限数值方法和概率数值方法，专家系统、AutoCAD技术和计算机仿真技术在岩土工程中应用，以及岩土工程反演分析等方面。
岩土工程计算机数值分析方法除常用的有限元法和有限差分法外，离散单元法（DEM）、拉格朗日元法（FLAC）、不连续变形分析方法（DDA）、流形元法（MEM）和半解析元法（SAEM）等也在岩土工程分析中得到应用[1] 。
与此同时，各种岩土工程专业软件也随之开发出来，并得到了广泛的应用。
下面按照勘察、设计、施工、检- 验. - 监. 测和工程管理这;个阶段来讨论每个阶段的应用软件。
1.1 岩土工程勘察计算机在工程勘察领域的应用较为广泛，工程勘察的软件也比较多。
包括野外数据采集、土工勘察数据处理、勘察报告编写、土工实验数据处理等。
我国和国外的不少企业生产出各类静探采集仪，它们具有操作方便和体积小等特点，大部分都实现了数据卡自动闪存，在静探结束的同时，静探数据就储存在数据卡上。
国内的勘察软件如华岩的岩土工程勘察数据处理系统、理正的工程地质勘察CAD 等都提供了与采集仪的数据接口，实现了数据的一次性录入。
大部分的土工实验和实验程序在《土工实验规范》、《公路土工实验规程》以及《铁路工程土工实验方法》等规范上都有硬性规定，但是长期以来市场上很少见到此类软件，有的只是单位或个人自我开发的内部软件。
如今国内软件公司的土工数据处理系统如HNTGCS、HYST2000 以及国外的GDSLAB和GEOCEL软件都可以在WINDOWS95/98NT下运行，拥有很好的用户界面，可以很容易的定义和监控实验，并能完成自动分析和处理实验结果。
科技成果——采场围岩破裂三维应力动态监测与智能预警系统
科技成果——采场围岩破裂三维应力动态监测
与智能预警系统
技术开发单位中国科学院武汉岩土力学研究所
适用范围
（1）适用于煤矿采区冲击地压的区域性监测预警及工作面冲击地压的局部监测预警；
（2）适用于冲击地压危险程度较高区域卸压解危措施的效果评价。
成果简介
（1）研发的光纤光栅三维应力传感器，解决了传统应力传感器测量时间短、监测频率低、易受电磁干扰、耐腐蚀性差等缺陷，提高了井下复杂环境下采场岩体三维应力的测量精度；
（2）构建的采场围岩应力监测系统，实现了井下复杂环境下采场围岩三维应力的长期、动态监测；
（3）运用岩体强度理论与能量理论，提出了基于岩层三维应力的冲击地压预警方法，提高了冲击地压预警准确性，实现了冲击地压灾害的“关口前移、提前预警”。
应用情况
该技术装备在兖矿集团东滩煤矿、济三煤矿、鲍店煤矿等矿井进行了试验，试验期间装备运行稳定、数据可靠，该装备较传统方法在冲击地压预警时间与准确率方面具有优势，对冲击地压的监测预警具有良好的指导作用。
岩土工程数值分析实用软件系统的研制
值方法, 实验数据的获取, 微机应用, 以及电算程序设计的技巧等多方面的知识, 且工作量极其
38
武汉化工学院学报
第 18 卷
繁重, 要在短时间内完成系统的全部工作是不现实的, 甚至是不可能的 . GEO E 2 NA S 是作者多 年资料收集, 综合开发的结果. 其中平面静力杆系是由文献 [ 3 ] 改编而成, 边界元法, 粘弹塑性 有限元计算, 边坡稳定性分析是作者以往的工作[ 4, 5 ]. 本次开发着重于非线性结构的弹塑性分 析, 各类特殊单元的模拟以及有限元数据的后处理等工作 . 软件中的位移反分析法和结构动力 分析及有限元数据的前处理部分工作是有待进一步开发的内容 . 参 考 文 献
2
2sin Α co sΑ - 2sin Α co sΑ co s2 Αsin 2 Α
[T 2 ] =
sin Α
2
sin Α co sΑ
-
sin Α co sΑ
2. 1. 4 等效节点力计算 应力转移前后应力差值应作为初应力转入下次迭代 { ∃Ρ0 } = { Ρ} - { Ρ″ }
等效节点力
{∃ P } = [B ] { ∃Ρ }d Σ ∫
1996 年 12 月 JOU RNAL O F W U HAN I N ST ITU T E O F CH EM ICAL T ECHNOLO GY D ec. 1996
岩土工程数值分析实用软件系统的研制
李元松 范体均
( 资源工程系)
摘 要 介绍一岩土工程数值分析系统. 该系统以有限元法为主, 辅以边界元法与极限平衡法.
2. 4 有限元数据的后处理
{ ] [K Rs ] = [K R ] + [K s
有限元数据的后处理功能根据前处理数据和计算的结果, 用 FO R TRAN 5. 0 绘图功能绘 制位移等值图和应力等值图, 同时可绘制位移矢量图和应力矢量图 . 以不同的颜色标出岩土的 破坏形式和塑性屈服范围. 因篇幅所限, 详见另文描述 . 2. 5 FO RTRAN5. 0 环境下的菜单技术 众所周知, 菜单技术能使软件功能直观明了, 应用灵活方便 . 就工程计算软件而言, 除上述 优点外, 能大大减少控制参量的个数, 简化程序的编写和原始数据的准备工作, 同时也能增强 用 FO R TRAN 5. 0 语言编写的目标模块的独立性和通用性 . 另一方面象 GEO E 2 NA S 这样一 综合性的软件包按传统的方式编译连接成一个执行文件, 在微机上因内存不足而无法运行, 为 此作者采用两级菜单技术解决上述问题. 2. 5. 1 在 DO S 环境下利用批命令技术实现一级菜单 首先用 C 或汇编语言编写一段程序, 实现显示汉字与读键值功能, 将系统中所含功能模块显示于屏幕, 用户选择某项回车后, 返回 . 程序结构可略写为 DO S 状态, 同时记下返回出口值, 其值经换算成为控制变量 : sta rt
岩土工程有限元分析软件
PLAXIS 2D AE®
案例教程
基坑开挖对邻近隧道的影响分析
北京筑信达工程咨询有限公司
北京市古城西街 19 号研发主楼 4 层，100043
版权
计算机程序 PLAXIS 及全部相关文档都是受专利法和版权法保护的产品。全球范 围的所有权属于 Plaxis bv。如果没有 Plaxis 和北京筑信达工程咨询有限公司的预先书 面许可，未经许可的程序使用或任何形式的文档复制一律禁止。
1.1 项目属性.....................................................................................................................3 1.2 土层定义....................................................................................................................3 1.3 结构单元定义............................................................................................................6 有限元网格划分 ..................................................................................................................... 11 2.1 有限元网格加密......................................................................................................11 2.2 有限元网格自动划分和预览..................................................................................11 计算阶段定义 ......................................................................................................................... 13 3.1 初始阶段..................................................................................................................13 3.2 隧道开挖..................................................................................................................13 3.3 地连墙施工..............................................................................................................14 3.4 第一层开挖..............................................................................................................15 3.5 第二层开挖..............................................................................................................15 3.6 第三层开挖..............................................................................................................15 查看计算结果 ......................................................................................................................... 17 4.1 地层变形..................................................................................................................17 4.2 结构变形及内力......................................................................................................18
中科院力学所科技成果——地质灾害监测预警系统
中科院力学所科技成果——地质灾害监测预警系统技术介绍及特点1、工程需求在我国经济高速发展中，大规模的基础设施建设和复杂恶劣的地质环境之间的矛盾日益突出，由此导致的滑坡、崩塌和泥石流等边坡地质灾害每年给国家和人民生命财产造成重大损失。
大量的工程事故表明：采用经验判断、工程类比和简易分析等手段的传统边坡防治方法存在时效性差、准确性低等问题，已不适应边坡安全风险防控的要求。
地质灾害预警系统技术框架2、解决方案为提高边坡安全风险防控的时效性和准确性，中科院围绕现场自动监测、实时在线分析和定期专家评判开展技术创新，经过多年技术攻关，研发了集智能监测设备、云计算分析平台和岩土专家服务为一体的边坡安全风险防控应用解决方案，可大幅度提高边坡病害早发现、早评判、早预警和早治理的水平。
3、核心技术现场数据采集研发了以涡卷弹簧式位移计、深部岩土多物理量测量仪、结构空间形态测量仪为代表的现场自动化智能监测设备及无线数据传输设备，随时随地感知边坡所在场地的环境信息、监测对象自身的各种状态信息。
在线监测预警以边坡智能在线监测预警云平台为基础，基于工程施工和服务流程构建了病害边坡的标准化工作方式，提供实时监测、报警通知、诊断预判等功能，同时，配备先进的力学分析模型、算法、工具及业主专属服务门户，高效地完成病害边坡的监测、预警及风险评估业务。
专家诊断预判采用综合考虑边坡静态体质数据、动态体征数据与力学演化机理的GMD评估方法进行公路边坡预警分析，通过现场动态监测数据和数值模拟结果比对分析，建立边坡体观测物理量和其内部破坏状态之间的定量化联系，科学评判在线分析结果，预测边坡体在外动力因素变化条件下的发展趋势，进一步提高分析决策的精准性。
应用领域国土、交通、水利、能源、市政领域技术成熟度及应用案例整套技术已具备推广应用价值。
应用案例1、唐家山堰塞湖坝体变形应急监测预警工程（2008年）工程概况：2008年5月12日四川省汶川县发生8.0级地震，导致唐家山发生崩塌滑坡，堵塞河道形成堰塞湖。
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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
处理功能上尚欠缺。
软件作为产品出售，尚需要进一步开发完善。
应用案例：对大渡河长河坝水电站大坝和地下厂房的渗流场与渗流控制、大坝的应力变形和防渗结构安全，大坝初次蓄水时的坝体水力劈裂风险进行了系统的计算分析，所得计算结果用于指导大坝和地下厂房防渗体系的优化设计。
图大渡河长河坝水电站
图长河坝水电站河谷天然渗流场反演
图长河坝防渗平面的水头等值线（m）
图长河坝河谷纵剖面覆盖层的渗透坡降
图长河坝蓄水期河谷中心剖面防渗墙周边土体沉降（m）
如美库区某堆积体各水位工况的圆弧滑动稳定安全性知识产权情况
1、一种边坡的稳定安全性的分析方法，ZL201510095093.5；
2、一种砂砾石土管涌侵蚀过程中渗透系数动态变化模型，ZL201510295358.6；
3、一种砂砾石土在管涌侵蚀中的本构关系描述方法，
ZL201510303591.4。