1、Geostudio功能介紹及優點Geostudio是一套專業、高效而且功能強大的適用于巖土工程和巖土環境模擬計算的仿真軟件。作為優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 業分析軟件：SLOPED邊坡穩定性分析軟件SEEP/W地下水滲流分析軟件SIGMA/W巖土應力變形分析軟件QUAKE/地震動力響應分析軟件TEMP/W地熱分析軟件CTRAN/W地下水污染物傳輸分析軟件AIR/W 空氣流動分析軟件VADOSE/W

2、綜合滲流蒸發區和土壤表層分析軟件各專業軟件具體介紹如下：一、SLOPE/W專業的邊坡穩定性分析軟件SLOPE/V、軟件是計算巖土邊坡平安系數的主流軟件產品。SLOPE/V、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方法來進 行分析，也可讓用戶做

3、隨機穩定性分析。除用極限平衡理論計算土質和巖質邊坡含路堤的平安性外， SLOPE/W軟件還使用有限元應力分析法來對大局部邊坡穩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定性問題進行建模分析，主要包括：天然巖土邊坡邊坡開挖巖土路堤開挖基坑擋墻錨固支撐結構邊腳護提邊坡頂部的附加載荷增強地基(包括土釘和土工布)地震載荷拉伸破壞局部或全部浮容重任意點的線性載荷非飽和土的性質2. SLOPED件的特點：極限平衡理論的應用： 包括 Morgenstern-Price 、GLE Spencer、Bishop、Ordinary、Janbu、Sarma等各種方法。土體強度模

4、型：包括莫爾 -庫倫準那么(Mohr-Coulomb )、雙線性準那么(Bilinear )、不排水準那么 (Phi=0 )、各向異性強度準那么(an isotropic )、切向/法向函數準那么及其它各種類型的強度準那么 等；指定條塊間切向/法向函數類型；孔隙水壓力模型包括：Ru系數、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；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； 用針對各種土體特性和加載條件的正態分布函數來進行隨機近似分析。使用蒙特卡洛逼近法，SLOPE/V軟件可以計算除傳統的平安系數之外的隨機失穩問題。3. 與其它軟件的結合應用：用戶

5、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據文件中，有利于保持不同模型之間的聯系。例如可以在多種加固設計方案來找出其中一個整體穩定性最后設計方案。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/WVADOSE/V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，使得對非常不規那么的飽和/非飽和工況，和穩定分析中的瞬態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定性 變化進行分析。2) 從SIGMA/W件或QUAKE/W件中調用應力值：在SLOPED件中使用有限元方

6、法計算應力，除了可以對靜態變形或地震動力進行分析外，還可以進 邊坡的穩定性分析。比方用戶可以計算在地震載荷作用下邊坡穩定的最小平安系數，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/V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、飽和穩態問題到復雜的、飽和 不飽和時變問題。用戶可用SEEP/W分析從簡單的飽和穩態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

7、對邊坡穩定時 的瞬態孔隙水壓力進行分析。通過瞬態分析，可以得出不同時刻不同點的孔隙水壓力分布狀況。通過 對孔隙水壓力隨時間變化的結果分析，可以研究邊坡、路堤穩定性與時間的關系。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。除了可以對傳統的穩定狀態飽和滲流分析之外，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

8、對幾乎所有的地下水問題進行建模分析。這些問題包括：水庫抽水后水位降低引起的超孔隙水壓力的消散土坡內部由于短期滲流而引起的孔隙水壓力的變化儲水結構，如瀉湖和廢料池下面的地下水位的抬升地下排水溝和注水井的影響蓄水層被抽水而引起的水位降低流入基坑中的滲流量等2. SEEP/W件的特點分析問題類型包括穩定狀態下有邊界和非邊界滲流、瞬態滲流、平面或橫截面二維滲流和軸對稱 的三維滲流邊界條件類型包括：總水頭、壓力水頭、流量為常數或者為隨時間變化的函數、以計算水頭為變 量的瞬時流量函數、滲流面狀況的調整和顯示等測定水體量和滲流函數可以由根本參數和粒徑函數來估計采用適應的時間步長，從而保證瞬態分析中在邊界條件

9、突變時的時間步長為最正確的時間步長描繪流程圖土體特性：土體的水力滲流性在非飽和區域內是負孔隙水壓力的函數。在瞬態過程中，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水流通量：SEEP/W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/V或QUAKE/V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件中，在SEEP/W軟件中對超孔隙水壓力消散時間進行研究。2將SEEP/W件中的孔隙水壓力用于 SLOPE/V軟件中

10、：在SLOPE/W軟件中使用有限元法計算孔隙水壓力，使得對非常不規那么的飽和/非飽和工況，和穩定分析中的瞬態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定 性變化進行分析。三、SIGMA/VX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 進行建模分析。有很多巖土問題不僅要計算穩定性，還希望進行應力應變分析，SIGA/W軟件

11、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/m件中可選用加載頻率或非線性土體模型來分析與估計靜壓力，將可用作 QUAKE/V軟件中的初始靜壓力進行動態分析。1. 典型應

12、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:底座、充液容器、土木結構中的沉降問題路堤和水壩內部或底部的變形問題隧道周圍的變形和應力問題支撐柱或錨桿加固的基坑的側移及其周圍的外表沉降開敞式基坑和放坡開挖的地面回彈。孔隙水壓變化引起的體積改變。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。完全耦合固結分析2. SIGMA/W件的特點：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。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

13、變軟化模型、土體的帽蓋模型和修正的帽蓋模型等。邊界條件類型包括 X和Y方向的位移、體力、壓力、階躍常數以及模型的自重載荷。SIGMA/W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。對非線性材料的土體模型，SIGMA/W件用Newt on-Raphson方法來解迭代方程， 土體參數在每一迭代步上都要更新，直到得到收斂解。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

14、力產生的變形。用于土體結構內部相互作用的梁結構和桿單元。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件或QUAKE/V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嚴格的穩定性問題進行分析了。此外，在QUAKE/V軟件的地震動力學分析中，用戶可以將SIGMA/W件計算出的應力作為初始應力分布值。2) SIGMA/W件計算出的孔隙水壓力可用于SLOPE/V軟件或QUAKE/V軟件中：在SIGMA/W軟件中，在如回填等穩定載荷作用下產生的超孔隙水壓力可以代人SEEP/

15、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定性的影響，以便用戶決定分步加載的必要性。四、QUAKE/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、爆炸產生的動態載荷或者突然碰撞產生的沖擊載荷等作用下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 其穩定性有很大影響，震動可產生超孔隙水壓力。應用QUAKE/W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定性和變形的影響。在QUAKE/W件中計算出的地震引起的超孔隙水壓力，可通過SEEP/W件

16、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生，可能對建筑物和邊坡穩定性產 生影響。QUAKE/V軟件中的各種模型公式使得 QUAKE/V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/V軟件計算的孔隙水壓力的分析，可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：巖土堤壩天然巖土邊坡軟土地基的沉降動態爆炸產生的沖擊載荷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。2. QUAKE八軟件的特點：隨著連續迭代而不斷改變土體特性參數的等效線性分

17、析阻尼系數和剪切模量隨著連續迭代 的循環應變而改變。通過數據指針函數來指定的材料參數，包括超載修正函數、剪應力修正、循環次數、孔隙水壓力、阻尼系數、剪切模量的衰減等導入地震記錄數據，水平和垂直方向加速度隨時間變化的記錄都可以導入測定導入的地震記錄數據的特定區域的峰值加速度和持續時間。邊界條件類型包括X和Y方向的位移、體力、壓力、躍階常數、應力、流體壓力、阻尼，以 及模型的自重載荷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的動力響應節點歷史可以顯示位移、速度、加速度的所有值多種方式查看結果：包括 X-Y平面圖形、等值線、變形網格、動畫、光譜分析、數據表、莫爾圓等查看靜

18、力狀態、動力狀態時的大多數結果參數，或者兩種狀態共存時的結果參數查看位移、速度、加速度的相對值有限元結果或絕對值參加地震記錄數據后的結果3. 與其他軟件的結合應用：1將QUAKER件的計算結果應用于 SLOPED件中的邊坡穩定性分析：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定性，這種震動也可能產生超孔隙水壓力。QUAKE/V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/V軟件中進行地震載荷作用下地面結構的穩定性和變形分析。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

19、中的超孔隙水壓力的消散：在QUAKE/V軟件中，地震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/WTEMP/W軟件是一款采用有限元法來模擬由于環境的改變或建筑物、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，

20、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水含量的函數，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，局部水將發生凍結，為凍水含量減少。對為凍水 含量在相變熱函數中的靈活定義，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：發熱建筑下或地下埋管發熱引起的永久凍結帶的退化；冷藏管周圍的霜凝結的開展；地面凍結引起的土體穩定性問題，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；鐵路和機場跑

21、到下的凍融作用；天然滑冰場和冬季路基等寒區結構內部的凍深滲透；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/V軟件可以對穩態或瞬態的能量流動、截面或平面區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：邊界條件類型包括溫度和熱流定值或為時間的函數邊界、熱虹邊界、熱對流面 邊界，以及導入測量好的氣象數據。由未凍水含量作變量的相變潛熱函數；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。當節點溫服的變化量高于指定的變化量時，自適應的時間步將會自動插入額外的時 間步來計算。初始條件由先前的分析或節點溫度常數得到。TEMP

22、/V軟件用高斯數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，材料參數在所有單元上都可以變化。土體的導熱性溫度變化不同而變化，TEMP/V軟件用一個廣義的導熱函數來進行調節，這樣就使得土體結構在由融化狀態轉變未凍結狀態或由凍結狀態轉化到融化狀態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：測量得到的氣象數據可以從電子表格中拷貝到 TEMP/W中，這些數據可以確定在地面上有沒有積 雪時的真實溫度，TEMP/V能用降水數據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

23、春天時積雪的融化量。六、CTRAN/VV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境中的水體通過地面和地下水 的非飽和區域進入地下水體的有限元分析軟件。CTRAN/W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件可以應用于地質構造、采礦、水文地質學、農業等工程工程中。CTRAN/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

24、算水的流速、水體積含量和水流量，而CTRAN/W那么用這些參 數計算污染物的遷移。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/和 CTRAN/W互相關聯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:污染物從積水池外表流動問題烴類化合物的溶解污染物的流動擴散通過巖石裂縫的傳播海水沖入岸邊蓄水池鹽水流動垃圾掩埋過程中污染物的遷移2、CTRAN/V軟件的特點流過飽水和非飽水系統時的穩態和瞬態水流動問題分析隨時間變化的水壓力邊界條件問題分析各向異性和不同類型的地址條件隨時間變化

25、的溶質濃度和質量流邊界條件水體積含量為變量的分子擴散系數函數問題由污染物濃度、輻射衰減產生的質量損失、用戶指定區域內的質量流動等覺得的吸附模量僅由水平對流決定的個別為微粒流動軌跡顯示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水的流動而發生遷移。此外，污染物也會由于水動力 混合和分子擴散而發生消散。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/V軟件使用吸收函數和計算出來的節點濃度來計算污染物的吸收，然后再計算液態相和固 態相下的污染物數量。CTRA

26、N/V軟件也可以通過由用戶指定區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/V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速度：在污染物的運輸的分析中，需要得出一個主要的數據就是水流，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/V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

27、溶質的運動。水流速度從SEEP/W軟件中迭代傳遞到 CTRAN/V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/V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 是一個適用分析類似巖石和土這樣的多孔介質材料中地下水一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、飽和穩態問題到復雜的、飽和一非飽和時變問 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可以被應用于飽和一非飽和區域、這一特點也太大大擴展了

28、它所能分析問題的范圍。除了可以 分析穩定流中空氣含量固定的這類一般性問題，對于飽和一非飽和問題，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禺合，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變量如顆粒尺寸、滲透系 數、飽和含水率和入口空氣值等來定義材料特性函數。如果出現了錯誤，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

29、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點、單位的高斯區域、水量流出區可以查看 各種計算參數。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：土壤水蒸氣預測系統在隧道支撐和地下水流入過程控制的空氣壓力等問題河岸水滲透影響下的空氣壓力變化

30、問題熱量/密度隨空氣流動熱傳在凍結/融化土壤中和TEMP/W禺合吸力現象4、與其它軟件的結合應用AIR/W和SEEP/W軟件同TEMP/V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，空氣流動時在熱傳根底上 的。AIR/W通過輸入空氣含量和垂直質量流量到TEMP/W/ TEMP/V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綜合滲流蒸發區和土壤表層分析軟件VADOSE/W 軟件是一款革命性的軟件，可以模擬環境變化、蒸發、地表水、滲流及地下水對某個區域的影響。V

31、ADOSE/W件是一種分析外界環境中的水體通過地面和地下的非飽和土 區域進入地下水體的有限元軟件。VADOSE/W件內包含了全面的模型公式，使用戶可以對簡單和復雜 的環境狀況和地下水滲流相結合的問題進行分析。比方，用戶可以使用VADOSE/W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、外表蒸 發、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。VADOSEA軟件可以應用于巖土工程、采礦、水文地質學、工業和民用工程工程的設計和分析中。對非飽和土力學性能的理解對于，分析邊坡穩定性、設計礦床或城市廢棄設施的覆蓋土層、農業或灌溉工程中的

32、地下水滲流等問題的研究都是非常重要的。地表的環境狀況，如滲流、蒸發、蒸騰等對非飽和區域和滲流區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域厚度的影響。因此，如何確定環境狀況對非飽和土區域的影響，就需要用VADOSE/VR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，可以模擬環境變化、蒸發、地表水、滲流及地下水對某個區域的影響。應用 VADOSE/W可以對如下的二維熱流邊界條件問題進行分析：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控在天然和人造邊坡上用于穩定性分析

33、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由農業。灌溉工程或自然系統所決定的滲流、蒸發、蒸騰速度。預測氧氣或氡氣在滲流區內的擴散和衰減問題設計和檢測礦山、城市廢棄物的單層或多層土壤問題自然斜坡、路堤中氣候對孔隙水壓分布的影響，藉此，進一步分析其穩定度的變化分析農業。灌溉工程中的蒸發、滲流及擴散相關的綜合問題預測氧氣或氡氣及污染物在滲流區的擴散問題2. 操作簡便：在GeoStudio系列軟件中，VADOSE/W軟件業采用類似于 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。如果出了錯，用戶可以 用“Unde命令來改正。VA

34、DOSE/V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，再在模型外表加一個土層覆蓋 并劃分網格。2指定模型的材料特性，從電子表格中直接粘入氣象數據作為模型的邊界條件，或者 從數據庫中導入氣象數據，用戶也可以通過鍵盤敲入用戶自己的數據。3 將全部的氣象數據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，或者可以將溫度、水頭、壓力、全部或局部水流通量、潛在滲流面等指定為確定的值。4 VADOSE/VR件可以自動測試數據用于敏感性研究，或者生成用戶指定區域的數據。5 通過繪制一個水含量表或指定節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據導入，作為模型的初始條件。

35、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量問題，VADOSE/V軟件提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 中點擊任意節點、單元的高斯區域、水量流出區可以查看各種計算參數。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：對一個蒸發量問題進行分析師，VADOSE/W件可以計算出的參數有：降雨量和滲透量，積雪和融化，植物的蒸騰，地面凍融，

36、潛在的和實際的蒸發量，地表滲流、徑流和蓄水，外表滲流流走的和流入的，地下水的回流。特定的計算參數有：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。土外表的結果參數包括每一時間間隔或從第一天以后的累積：降水量、總輻射、潛在蒸發量、實際蒸發量、流出量、流入量、積雪深度、實際蒸發量。水平衡的結果參數包括：降水量、流出量、邊界流量、蒸發量、存儲量、水平衡、植物蒸騰。 覆蓋土層內相互作用的結果參數包括：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. VAD0SE/W軟件的特點：基于覆蓋土層厚度和土質特性參數的

37、生成土體單元網格；復雜土層覆蓋的地質巖層建模分析；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據的邊界條件；基于顆粒尺寸和其他土質輸入函數，估計土體的特性參數使用隨時更新的全球氣象數據庫資料或參加某一特定區域的氣象數據；可以指定總太陽輻射或潛在水汽蒸發作為氣象數據，或讓VADOSE/V軟件自己估計能量成分；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； 在不同文件和窗口之間剪切、粘貼數據計算邊界面上的流量：對滲流區域進行建模分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據相結合的方法來計算

38、邊界面上的流量。VADOSE/W件的突出特點就是對真實的水汽蒸發問題進行預報，把土中水的應力狀態作為水汽蒸發函數的變量進行計算，而不是簡單地用土中水含量、蒸發時間作為水汽蒸發函數的變量或用戶 自己根據經驗得出的公式來處理。VADOSE/VR件用嚴格的Penman-Wilson方法來計算真實的水汽 蒸發，Penman-Wilson方法把土中水壓力和應力分布作為蒸發函數來進行處理。這僅限于對二維 問題做相當近似的模擬計算，VADOSE/W件把流行的SoilCover程序根底上拓展為能夠處理二維 問題。真實的和隱藏的蒸發：只有當土體飽和時實際的蒸發和隱藏的蒸發才能相等，如果地表土體不飽 和時，真實的

39、蒸發率遠小于隱藏的蒸發率。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，根據預先設定和用戶自己輸入的濃度邊界條件，VADOSE/W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件計算出的孔隙水壓力應用于SLOPE/W件中用有限元法計算孔隙水出的壓力，可 以用于穩定性分析中隊蒸發量效果的建模分析。比方，在穩定性問題分析中，用戶可以對由于水汽蒸發引起的孔隙水壓力隨時間的變化進行分析。用戶也可以在CTRAN/W軟件中調用VADOSE/W軟件計算出的數據來分析污染物的輸運問題。Seep3D 三維滲流分析軟件Seep3D 軟件將強大的交