|
總的來說，巖土工程和結(jié)構(gòu)工程不同，結(jié)構(gòu)工程涉及的材料大多是人工材料，很多模型通過準(zhǔn)確的分析結(jié)構(gòu)的力學(xué)與變形性質(zhì)，而巖土工程所面臨的材料則主要是巖土體，伴隨著巖土材料的各種變異性，使得對巖土的分析顯得不是那么確定。因此各巖土軟件均在自己擅長的領(lǐng)域各顯身手，憑著自己的獨特的功夫稱霸一方，沉沉浮浮。以下借用金庸的武林人物及功夫來形容各巖土軟件，權(quán)當(dāng)飯后談笑之資。考慮到這些軟件在不同的領(lǐng)域各有千秋，以下敘述排名不分先后，心血來潮隨意寫寫吧。
1、 六脈神劍——MIDAS
新版天龍中段譽(yù)來自思密達(dá)，他的看家本領(lǐng)六脈神劍也跑到棒子國去了，雖然時靈時不靈，好歹也是高級貨。高大上的MIDAS同樣產(chǎn)自思密達(dá)，玩過魔獸3的朋友可能知道，其實MIDAS本意是希臘神話中的戰(zhàn)神，具有點石成金的本領(lǐng)。韓國人可能寓意是他們的軟件也可以點石成金，點木成橋。憑心而論，無論從哪個角度，MIDAS都算高大上。自02年進(jìn)入中國以來，針對的都是高大上的項目，比如北京奧運會體育場館、各地高層建筑、特種結(jié)構(gòu)工程以及橋梁、隧道等都曾用MIDAS。目前旗下巖土產(chǎn)品MIDAS/GTS（巖土與隧道三維有限元分析軟件），其他幾個都是建筑和橋梁方面的。與傳統(tǒng)的巖土工程設(shè)計不同，MIDAS致力于通過有限元分析與仿真的研究，不過與結(jié)構(gòu)工程不同的是，巖土材料的差異性以及本構(gòu)模型的適用性造成有限元的結(jié)果用于設(shè)計時始終都存有爭議。不過不可否認(rèn)的是，他們的圖就像韓國帥哥美女一樣，整的還是挺pp的。
太極拳是張三豐搞得原創(chuàng)，純國產(chǎn)，練的人也多。理正走的也是這條路子，也是本土國貨，國內(nèi)比較早就開始做巖土設(shè)計，國人大都較為熟悉。比較扎實的做傳統(tǒng)巖土設(shè)計，填補(bǔ)了國內(nèi)巖土軟件的空白。沒有數(shù)值分析模塊，和MIDAS相比，完全是另一個風(fēng)格，后來事業(yè)做大了，逐漸向工程管理、信息管理等方面拓展，連我們單位的OA系統(tǒng)竟然也是理正的，以前以為他們只做巖土軟件。涵蓋了基坑、擋墻、地基、勘察等大部分巖土問題，與有限元軟件相比，較容易上手，不過用的多了，也發(fā)現(xiàn)有些細(xì)節(jié)處理的有點問題，對規(guī)范的理解還是有些偏差?？傮w來說，是很實用的設(shè)計軟件，在國內(nèi)設(shè)計院有眾多忠實的用戶，理正對中國的現(xiàn)代化建設(shè)的貢獻(xiàn)自不用多說了。
大家都只知道降龍十八掌的特點就是八個字：簡單實用，威力無窮。真正把降龍十八掌發(fā)揚(yáng)光大的不是郭靖，是蕭峰，契丹人。GEO5也是一款外國貨，來自捷克土木工程軟件公司Fine，專注巖土設(shè)計20多年，在歐美名氣很大，主流的巖土設(shè)計軟件，已擁有了3000多家用戶，不知什么原因一直沒進(jìn)入中國。近一兩年漢化后并加入中國規(guī)范才正式登陸大陸，在中國算是一顆冉冉升起的新星。本人較早下載試用版來把玩過，第一感覺就是極易上手，而且越玩越覺得這小樣還真有點意思。初看起來很像理正，仔細(xì)玩下去發(fā)現(xiàn)GEO5的很多細(xì)節(jié)處理的更為精細(xì)，覺得GEO5更貼近設(shè)計師，更了解我們設(shè)計師的習(xí)慣，很吻合GEO5的設(shè)計理念——簡潔高效。設(shè)計思路可以通過旁邊的按鈕十分清晰的展現(xiàn)，據(jù)說他們主打的口號是——“好用”，呵呵，簡潔范兒。據(jù)說GEO5是目前唯一一款同時兼容中歐美規(guī)范的中文版軟件，實用性很強(qiáng)，特別適用于近幾年“走出去”的中國設(shè)計院。另外值得一提的是GEO5的計算書更接近于一個設(shè)計報告，與現(xiàn)在很多軟件計算書只是簡單的堆砌設(shè)計數(shù)據(jù)相比，GEO5的確算是十分難得，我審過不少邊坡基坑什么項目，每次看到他們的計算書都頭大，等于要自己重算一遍，在這方面GEO5的計算書是一亮點。弱點是雖然他們也有三維地質(zhì)建模，但是GEO5沒有真正的三維數(shù)值分析模塊，不過這好像也并不是他們的發(fā)展理念吧。想用三維數(shù)值分析做科研的童鞋，還是選擇FLAC3D或者PLAXIS 3D吧。不過GEO5的2D有限元分析軟件也算的上是數(shù)值分析軟件中數(shù)一數(shù)二的極易實用的巖土工程有限元軟件。最重要的是這個軟件出了一個個人版，價格便宜到?jīng)]有其他軟件可以出其右，同時和企業(yè)版沒啥區(qū)別，就是沒有歐美規(guī)范里面的驗算方法，中國規(guī)范的話沒有任何問題。
沒點“自宮精神”還真的搞不定這個玩意兒，一旦搞定，絕對是高端人士。來自美國Itasca公司，一款基于有限差分法的數(shù)值分析軟件，主要用于科研領(lǐng)域，在學(xué)校的時候常用，一個比較鮮明的特色是可以模擬巖土體的形成過程，可以很方便的模擬分析巖土體的開挖施工過程，也即在模擬物理上的不穩(wěn)定過程不存在數(shù)值上的障礙。對模擬塑性破壞和塑性流動采用的是“混合離散法“。這種方法比有限元法中通常采用的“離散集成法“更為準(zhǔn)確、合理。可以采用多種本構(gòu)模型進(jìn)行分析，當(dāng)進(jìn)行大變形非線性問題或模擬實際可能出現(xiàn)不穩(wěn)定問題時，F(xiàn)LAC3D可以大展身手。不過它的前處理功能較弱，復(fù)雜三維模型的建立比較困難。另外，F(xiàn)LAC3D 需要用戶自己編寫模型程序，形式復(fù)雜而且容易出錯，喜歡命令流的童鞋估計很喜歡，不過FLAC3D后處理更方便。
乾坤大挪移又是來自異邦波斯的武功，高大上是必須的。ABAQUS來自法國達(dá)索SIMULIA公司，在處理非線性材料方面的能力十分卓越，考慮到巖土材料主要是非線性材料，因此ABAQUS十分適合在巖土方面的應(yīng)用。ABAQUS包括一個豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫，并擁有各種類型的材料模型庫。能解決大量結(jié)構(gòu)（應(yīng)力 / 位移）問題，還可以模擬熱傳導(dǎo)巖土力學(xué)分析（流體滲透 / 應(yīng)力耦合分析）等，特別是能夠駕馭非常龐大復(fù)雜的問題和模擬高度非線性問題，對某些特殊問題還提供了專用模塊來加以解決。就不同材料的接觸問題而言，ABAQUS優(yōu)勢明顯。主要應(yīng)用于科研，在工程設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用的并不多。
易筋經(jīng)名氣很大，主要內(nèi)功心法，練好了還是很牛逼的。眾多武林人士到少林寺都要練練，反正又不會死人，哈哈！Geostudio，一款在國內(nèi)較為流行的專業(yè)、高效而且功能強(qiáng)大的適用于巖土工程和巖土環(huán)境模擬計算的仿真軟件。特別是Geostudio 2007，一個突出優(yōu)點就是它的所有軟件都可以在同一環(huán)境下運行，這就意味著用戶只需建一個幾何模型，就可以在所有軟件中使用，這為用戶節(jié)省了許多建模的時間。另外，用戶可以在求解區(qū)域上定義模型的邊界條件和材料屬性，而不是在有限元網(wǎng)格上定義，這樣做的好處是我們可以隨意修改幾何模型而不必?fù)?dān)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，新的有限元網(wǎng)格也會自動生成，建模十分方便。與其他軟件相比，Geostudio的地震響應(yīng)分析軟件在分析線性、非線性土體的水平向與豎向耦合動態(tài)響應(yīng)獨具特色。另外，Geostudio的三維滲流分析軟件Seep3D將強(qiáng)大的交互式三維設(shè)計引入飽和、非飽和地下水的建模中，在滲流分析方面功能十分強(qiáng)大。還值得一提的是，它的等勢線動畫演示功能也很有特色。同時適用于工程應(yīng)用與科研。
北冥神功是逍遙派大師無涯子搞出來的，同樣Rocscience出自加拿大巖石力學(xué)大師級人物Evert Hoek之手，這位老頭子出生在津巴布韋，酒桌上大家念成“斤把不為”的地方，哈哈。記得在校時老板就十分推崇這位牛人，甚至老板自己編寫的巖坡穩(wěn)定性分析與設(shè)計程序都是照著Evert Hoek寫的書來編的，書名叫《Rock Slope Engineering》，這本書有中文版，在此也推薦給各位巖友。Rocscience旗下的產(chǎn)品有Dips、Slide、Phase、Examine、RocSupport等軟件，在巖石工程方面獨具特色，他的一些小工具如結(jié)構(gòu)面分析工具Dips、沉降分析Settle等都挺好用的。
美女拳法出自楊過，跟小龍女眉來眼去的時候搞出來的，威力還行，功力差點。啟明星來自同濟(jì)，依托國內(nèi)一流土木高校，專攻基坑、樁基等巖土問題。主要的產(chǎn)品有：基坑、樁基、淺基礎(chǔ)、風(fēng)電基礎(chǔ)、邊坡、降水、基坑開挖環(huán)境影響，和中國規(guī)范（包括國標(biāo)和行標(biāo)）貼合較緊密，并引入各種新方法和新分析途徑，上海一帶用的還是挺多的，比較適合于工程設(shè)計，上手較易。缺點是和其他國內(nèi)設(shè)計軟件類似，和洋貨比起來設(shè)計界面還是顯得過于樸素，用戶友好度不是很高。
彈指神通乃黃藥師得意之作，使用時形態(tài)風(fēng)騷，實用性也不錯。大型巖土工程有限元設(shè)計計算軟件Plaxis，來自荷蘭，最近和清華的一個同事聊起來，才知道他的導(dǎo)師宋二祥是PLAXIS源代碼的編寫者之一，這個世界真是太小了。PLAXIS可以分析巖土工程學(xué)中2D 和 3D的變形，穩(wěn)定性，以及地下水滲流等。軟件包括Plaxis動力模塊,PlaxFlow地下水滲流模塊,Plaxis三維隧道軟件 V2,Plaxis三維基礎(chǔ)軟件，其中三位基礎(chǔ)然間可以計算現(xiàn)行的所有大型樁筏基礎(chǔ)。與其他大型巖土有限元分析軟件相比，個人覺得PLAXIS算是比較好上手的，它解決的問題也更貼近工程一些，應(yīng)用性比較強(qiáng)，能夠計算兩類工程問題：平面應(yīng)變問題和軸對稱問題，能夠模擬元素包括：土體、墻板梁、結(jié)構(gòu)域土體的基礎(chǔ)面、錨桿、土工織物、隧道、樁。在分級加載方面的分析功能比較強(qiáng)大。
小無相功也是逍遙派高端神功，但知道的人就不多了。ADINA就是這種名氣不大的高端貨，從全稱Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis 里就可以知道它的特點，沒錯，ADINA的動力有限元分析功能很強(qiáng)，以前曾經(jīng)用它分析標(biāo)貫試驗的動力貫入過程摸過一陣子。在建模方面很直接，可以直接創(chuàng)建，也可以從cad里導(dǎo)入，之所以可以用于動力有限元模擬，主要在于物理特性、載荷和邊界條件可直接分配到模型的幾何圖形上，有限元網(wǎng)格因此得到修改，而不受模型清晰度的影響，可以靈活控制單元大小分布。在分析結(jié)構(gòu)震動、沖擊波分析時很牛，主要高校和一些軍工企業(yè)的科研。
王重陽的先天神功，沒人看過，小說里面沒出場就掛了的牛人不多，王重陽算一個。Zsoil就是老外玩的聽過沒見過的高端貨 ，對我來說，比較神秘，只聽其名，未曾使用，不知道它與其他有限元比起來又有什么特色，還望達(dá)人交流一下，可以的話傳一個PJ版或者視頻教程什么的上來。
|
