SIGMA/W是岩土應力變形分析軟體，套用於應力和變形問題進行建模分析。
基本介紹
- 中文名：岩土應力變形分析軟體
- 外文名：SIGMA/W
- 本質：岩土應力變形分析軟體
- 典型套用：應力和變形問題進行建模分析
- 軟體的特點：分析排水和不排水過程的總應力
- 新增功能：自定義本構模型
SIGMA/W 專業的岩土應力變形分析軟體,GeoStudio介紹,GeoStudio 2007中文版新功能,
SIGMA/W 專業的岩土應力變形分析軟體
全面的本構模型可以分析線彈性、彈塑性、非線性彈塑性等高度複雜的岩土有效應力問題
模擬載荷作用時地基中產生的超孔隙水壓力，分析施工前後邊坡的穩定性
與SEEP/W結合對受外載荷作用的土體中孔隙水壓力的產生和消散進行固結分析
選用載入頻率或非線性土體模型分析與估計靜壓力，作為QUAKE/W模組中的初始靜壓力進行動態回響分析
SIGMA/W軟體是一款用於對岩土結構中的應力和變形進行有限元分析的專業軟體。它具有全面的本構模型公式，使得這款軟體不但可以對簡單的岩土問題進行分析，也可以對高度複雜的岩土問題，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。
有很多岩土問題不僅要計算穩定性，還希望進行應力應變分析，SIGA/W軟體可以對線彈性變形問題、高度複雜的非線性彈塑性有效應力問題進行分析。SIGMA/W軟體可以模擬載荷在地基中產生的超孔隙水壓力，可對施工前後邊坡的穩定性進行分析，有助於確定加固措施。此外，與SEEP/W軟體相結合，SIGMA/W 軟體可以對受外載荷作用的岩土結構中孔隙水壓力的產生和消散進行建模分析，並進行土體固結分析。
SIGMA/W軟體中實質上是求解平衡方程，而SEEP/W軟體中是求解連續方程，兩種軟體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軟體中可選用載入頻率或非線性土體模型來分析與估計靜壓力，將可用作QUAKE/W軟體中的初始靜壓力進行動態分析。
上述的這些特點使得SIGMA/W軟體可以解決用戶在地質構造、土木工程、採礦工程等領域內遇到的幾乎所有的應力或變形問題。
1.典型套用：
SIGMA/W 軟體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、土工結構中的沉降問題
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表面沉降
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軟體的特點：
SIGMA/W軟體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、彈塑性模型、應變軟化模型、土體的帽蓋模型和修正的帽蓋模型等。
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軟體採用小變形、小應變、漸近載荷模型來處理二維平面應變和軸對稱問題。對每一載入步，每個節點上的漸近位移由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軟體用Newton-Raphson方法來解疊代方程，土體參數在每一疊代步上都要更新，直至得到收斂解。
SIGMA/W軟體可與SEEP/W軟體相結合分析土體的完全固結問題。由SEEP/W軟體計算載荷作用下的瞬時孔隙水壓力，而由SIGMA/W軟體計算孔隙水壓力產生的變形。
用於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.與其他套用軟體的結合：
1）SIGMA/W軟體計算出的應力可用於SLOPE/W軟體或QUAKE/W軟體中：
在SLOPE/W軟體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/W軟體的地震動力學分析中，用戶可以將SIGMA/W軟體計算出的應力作為初始應力分布值。
2）SIGMA/W軟體計算出的孔隙水壓力可用於SLOPE/W軟體或QUAKE/W軟體中：
在SIGMA/W軟體中，在如回填等穩定載荷作用下產生的超孔隙水壓力可以代入SEEP/W軟體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軟體來分析建造過程這些附加應力對穩定性的影響，以便用戶決定分步載入的必要性。
4. 2007版新增功能
1) 自定義本構模型：在SIGMA/W中用戶可以自定義本構模型，即可以在自己的模型中寫入任意.NET語言例如：Fortran,C++,C# 或Visual Basic等。用戶自己定義的函式能夠通過軟體自帶的求解器計算，也可以通過外部求解器求解計算。用戶可以同他人共享自己的函式或打包出售他們，只需在SIGMA/W中建立自己的變數列表，而不需要給其賦值。
2) 桿和梁：在新版本中對Bars and Beams的處理變得更靈活了，Bars and Beams可以在於幾何結構中以線形式存在，而不需要同土單元結合在一起。
3) 更先進的分段求解：在一個檔案中進行多場分析表示用戶可以運行特定的模型然後分段載入變形模型。可以通過變換一定的邊界條件對模型作一系列細節方面的修改。
4）互動單元之間的摩擦效應：新版本中新增了互動單元和基於土體－結構相互作用材料模型的摩擦。可以在交界面的每邊指定不同材料屬性，而且這種互動單元可以考慮不同土層之間的相互作用。
5) 在同一模型中考慮排水和不排水：在土體固結模型中，用戶可以選擇在一次分析中同時查看包括總應力、排水區域有效應力、區域孔隙水壓力等。
6) 應力重分配和C-Phi換算：在新版本中新增了應力重分配分析功能。用戶可以進行C-Phi換算，但更為重要的是可以折算C-Phi值，然後將應力導入SLOPE/W中計算出安全係數。當然，對於不收斂的問題，是不能得出安全係數的。
將QUAKE/W軟體中的殘餘地震載荷產生的孔隙水壓力導入到SIGMA/W軟體中，可以查看震後變形。
7) 其他方面的改進:
在新版本中新增了圓形開口的格線劃分功能，開口邊上加邊界條件，可以將互動單元加入隧道支護模型中。
新增了沉澱分析功能，在分段模型中建立了尾礦程式。
隨孔隙水壓力改變的有效應力功能被加強，新增了開挖的水力邊界條件。
改進了非線性彈塑性模型的自適應分步荷載，使其收斂性更強。
GeoStudio介紹
GeoStudio是一套專業、高效而且功能強大的適用於岩土工程和岩土環境模擬計算的仿真軟體。作為優秀的岩土工程設計分析軟體，GeoStudio目前已經為上百萬科學研究人員、工程技術人員、教育工作者以及學生提供了無與倫比的幫助。
GeoStudio2007是一套地質構造模型軟體的整體分析工具，它包括以下八種專業分析軟體：
SLOPE/W（邊坡穩定性分析軟體）
全球岩土工程界首選的穩定性分析軟體
SEEP/W（地下水滲流分析軟體）
第一款全面處理非飽和土體滲流問題的商業化軟體
SIGMA/W（岩土應力變形分析軟體）
完全基於土（岩）體本構關係建立的專業有限元軟體
QUAKE/W（地震回響分析軟體）
線性、非線性土體的水平向與豎向耦合動態回響分析軟體
TEMP/W（地熱分析軟體）
首款最具權威、涵蓋範圍廣泛的地熱分析軟體
CTRAN/W（地下水污染物傳輸分析軟體）
超值實用、最具性價比的地下水環境土工軟體
AIR/W（空氣流動分析軟體）
首款處理地下水-空氣-熱相互作用的專業岩土軟體
VADOSE/W（綜合滲流蒸發區和土壤表層分析軟體）
設計理論相當完善和全面的環境土工設計軟體
Seep3D（三維滲流分析軟體）
是GeoStudio2007專門針對工程結構中的真實三維滲流問題而開發的一個專業軟體，Seep3D軟體將
強大的互動式三維設計引入飽和、非飽和地下水的建模中，使用戶可以迅速分析各種各樣的地下水滲
流問題。
軟體可以在Windows 2000、XP和Vista系統下運行。
GeoStudio 2007中文版新功能
耦合分析
GeoStudio 2007的一個突出優點就是它的所有軟體都可以在同一環境下運行，這就意味著用戶只需建一個幾何模型，就可以在所有軟體中使用。例如在一個軟體里定義的模型的邊界條件和材料特性都可以在其它軟體中立即使用，也就是說在別的軟體中進行計算時就不需要再定義模型的邊界條件和材料特性。軟體可以通過移動邊界條件的先後順序來進行分步分析。
用戶可以在求解區域上定義模型的邊界條件和材料屬性，而不是在有限元格線上定義。這使得用戶可以隨意修改幾何模型而不必擔心先前定義的模型屬性丟失。例如，如果增加土層厚度，模型的邊界條件也會隨著土層厚度的改變而移動，同時，新的有限元格線也會自動生成。
在GeoStudio2007中，所有的數據都儲存在已經定義好的相同格式的檔案中，共享的分析數據可以對同一個問題進行不同要求的多種結果分析。從一種分析中得到的結果，可以把它套用於另外一種結果分析中，或者也可以調用從另外一個問題中得出的結果，甚至還可以導入軟體早先版本得出的結果。對每一種軟體，GeoStudio可以支持統一的數據格式。
材料模型
新的材料模型可套用於所有軟體模組中，而且在SIGMA/W軟體中還可以添加用戶自定義的材料本構模型。材料模型和邊界條件同幾何模型是捆綁在一起的，而與格線無關。
新的格線劃分功能
新版本中有很多新增的格線模型庫，如增加了靈活、方便調整的非結構化四邊形格線。接觸單元可以施加於直線上，用以模擬土－結構的相互作用。
等勢線圖生成功能
通過保存圖形、線段及一系列的點來生成圖形，還可以通過幾何目標（線、點、面）或選擇一段線和平面來生成結果圖。將多個點繪成的圖形在一張圖形中顯示，以便用戶比較相應的數據結果。
等勢線動畫演示功能
新版本還可以把隨時間變化的等勢線結果用動畫顯示出來。
提高函式的定義能力
新版本中可以定義很多改進過的函式，還可以在一個點上輸入函式而得到其圖形。
用戶可以在所有的模組中自定義用戶的函式模型。寫出自己的材料屬性和邊界條件函式用於GeoStudio的每一個軟體中。用戶也可以把自定義函式同Excel表格或".NET"程式連結在一起使用。
新的模型實例
在新版本的每個模組中都增加了很多新的工程實例，對每一個實例，在GeoStudio軟體中如何定義、套用以及後處理結果如何顯示，都進行了詳細的解釋。
網路版的License改進
網路版License有更大的兼容性。網路license伺服器能在更短的時間對license進行檢查，在此過程中不需要把GeoStudio程式暫時中斷。當網路中的license不能被檢查時，當前使用license的用戶會列表顯示出來。
生成報告
只需要點擊一個按鍵，就可以把用戶輸入的每一步和計算結果通過Word或HTML文檔形式生成報告。用戶再對報告進行適當的修改即可得到所需的技術報告，極大地減少了用戶工作量。
改進數據輸入功能
輸入材料屬性和其它數據變得更簡便、快捷且不易出現錯誤，用戶只需要在對話框中作相應的修改即可，而不再需要點擊"Copy"鍵。
後處理結果快速生成
新版本中增加了總應力快速生成程式，只需指定總應力強度參數，計算結果會馬上顯示出來。
基質吸力
在水位線之上可以指定最大的基質吸力，可以定義土水特徵曲線更真實地反映抗剪強度隨基質吸力的變化。
多場耦合
用戶可以對一個模型進行多種分析並把所有的分析數據都保存在一個數據檔案中，這樣有利於保持不同分析之間的聯繫。例如，在多個加固設計方案中找出某一個設計方案的整體穩定性最好。使用多場耦合分析功能，也能提高SLOPE/W同其它軟體模組進行整體分析的能力。
繪圖功能
將計算結果繪製成圖形時，用戶需要決定應該把哪幾個變數放在同一張圖中。比如，可以沿滑移面把總應力和有效正應力同時顯示出來。用戶還可以繪製很多圖形並把它們保存為一個數據檔案，這樣只要打開數據檔案，就可以立刻得到圖形。
其它方面的改進
項目管理：新版本中用戶可以建立一個自己的資料夾將自己的模型保存為GeoStudio默認的模型檔案。 求解：在多執行緒求解器比耦合分析求解器有更大的優勢。 動態存儲功能改進：模型檔案同計算結果數據相互關聯，當用戶重新計算模型檔案時，結果數據也會在螢幕右邊自動更新。 查看計算結果信息：在CONTOUR中可以通過查看計算結果命令來顯示選中的許多點或高斯點來比較表格數據和不同位置的值。 其它通過改變全局設定或對幾何模型的限制來對格線劃分進行控制。 當對一個關鍵輸入參數作了修改時，軟體會告知用戶計算結果被更新並對哪裡作了更新給出詳細說明。 所有的例子在新版本中都給出了輸入檔案和詳細討論。 所有的指導檔案都做成了視頻教程，方便用戶學習。用戶可以觀看、暫停、重看、繼續來建立自己的模型。
CnTech攜手GEO-SLOPE隆重推出GeoStudioV7.16中文版
