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岩土工程的计算机软件综述
特
征码
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特征码
]
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
<
/p>
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
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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，
< br>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
、
H
YST2000
以及国外的
GDSLAB
和
GEOCEL
软件都可以在
WI
NDOWS95/98NT
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。
国内的软件系统还可以根据不同的系统采用相
< br>应的标准和规范中的计算公式、计算参数、报表格式和土样定名。
在进行现场数据采集和土工实验以后，
就要根据它们的数据进行计算，
划分场地类别以及选择合适的设计参数等。
有关这一环节的软件开发<
/p>
开始的较早，如
HYJS
、
GHSCAD2.0
、
GICAD5.0
、
HNCAD
FOR
WINDOWS98
等。
GICAD
工程地质勘察软件可以自动统计综合地质分层参数，提供
多种方
式的数据转换工具及数据接口；
按照指定比例和原始录入参数，
自动划分土层，生成钻孔平面图、剖面图和柱状图，包括动探曲线、
大比例尺静探曲线、
设计标高、基础标高示意等；其中柱状图内容包
括岩心采取率、
RQD
和剪切波速。由于这一环节是岩土工程的勘察和
设计中最
为重要的一个步骤，
因此岩土工程师的技术和经验也是必不
可少
的。
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但是我们应该明白，
我们对计算机的
应用决不仅仅是用来解决一个个
孤立的勘察项目，
而是希望将我
们所接触到的大量工程地质信息集中
起来，进行有效的管理，最大限度地发挥现有资料的
价值，为工程建
设提供决策。因此地理信息系统
(Geogra
phic Information
System
，
简称
GIS)
应该是岩土工程勘察软件的一个发展方向。国外将
GIS
应
用与岩土工程研究已经做了不少工作。如日本大阪地区历时
10
年多
建立了大阪湾地层数据库信息系统，钻孔数达
到了
30000
个；日本
九州大学正
与国内外有关单位合作开发三峡边坡的三维数据库系统
[2]
。
我国的许多单位也开展了这方面的研究和开发工作，如长江水
利委员会建立的面向全部工
程地质勘察行业的工程地质信息系统；
中
国科学院岩土力学研究
所目前正在开展长江大堤的三维可视化研究
工作。
1.2
岩土工程设计
岩土工程设计包括基础设计、桩基设计、沉降分析、渗流分析等。关
于基础设
计软件，在我国有基础
CAD
设计软件以及国外的
BEARCAP
、
BCAP
等。
其中
BCAP
用来估计浅基础
极限承载力，
基础形式可以是圆
形、矩形等，在基础上可以施加
各个方向的力和力矩，并且采用了确
定性分析和概率分析两种方法，
在概率分析方法中，
土体参数可以用
概率函数的形式输入。
国内的桩基础设计软件有
Pile2
000
等，在国外，对于单桩设计
PILE
使用传统的分析方法，
PIAI
使用有效应力的方法，而<
/p>
Cemset
则使用
双曲线函数。对于群
桩的分析，
DEFPIG
将桩数在
16
0
根以内视为相
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