Geostudio各模块详尽中文说明及应用

V ADOSE/W模块使用步骤
通过一个一维算例介绍VADOSE模块的使用步骤。

启动程序，得到如下界面，点击Create a VADOSE/W analysis,可创建一个VADOSE/W文件。

一、设置界面图幅
在菜单Set中点击Page，如下左图，得到下面右图界面：
一般选择mm单位，这里的设置在整个过程中不断完善，直至满意为止。

二、设置计算单位
如下图进入单位设置，使用前面两种，在下一步输入土性函数时，必须和这里的单位一致。

三、设置材料参数
1，输入水力学参数
（1）渗透系数函数：如下图进入设置界面
设置界面如下图所示，有两种途径输入：
1）从函数库中调入，在VADOSE库函数中有20多种；
2）从已有的计算文件中调入；
3）自行输入。

（2）土水特征曲线
按下图所示进入土水特征曲线设置界面，同上有三种设置方式。

2，热力学函数：
（1）导热系数函数
按下图所示设置导热系数函数
按下图设置体积含水量-比热容函数：
四、设置材料属性
输入完所需要的土性函数后，设置所要土层的材料属性，按下图所示进入设置界面：
点击Copy按钮才保存设置，可以设置多种材料。

五、划分单元格
设置好材料属性后，就可以划分模拟对象单元了，点击菜单Draw—Region进入主体单元划分，如下图所示界面，在该界面中选择单元材料属性和单元划分格式。

选择单元材料属性如下界面：
划分单元如下界面：
六、添加表层单元
在气候作用模拟时，需要施加气候边界条件，而气候边界条件必须施加在表层单元上。

点击菜单Draw—surface region进入如下界面设置表层单元：
按上述设置划分表层单元如下图所
单元划分好后，可以进行边界条件设置，如下图所示进入气候边界条件参数输入：
气候数据输入界面如下图所示：
八、施加边界条件
按下图所示进入施加边界条件界面：
边界条件选择界面如下图：
完成上述步骤后，可以设置分析计算方法，按下图进入设置界面：
按下图所示设置为瞬态分析模式，初始状态按地下水位确定：
按下面所示设置，表示二维分析，允许表层积水
下图所示界面设置计算时间步长、保存时刻、误差控制方法、误差限：
点击菜单Draw—initial water table设置地下水位，下图表示最大负水压力头为4m，地下水位以上负水压力按线性变化。

十、计算
完成以上步骤后，就可以计算了，计算前先点击主界面左侧verifing工具查错，无错误才能进入下面的计算界面。

十一、查看结果
VADOSE/W可以方便的获得计算区域保存时刻的含水量、孔隙水压力数据，绘制相关曲线。

1．日蒸发量曲线
2.累计蒸发量曲线
3.含水量变化曲线
4.查看详细数据：点击Date按钮可以查看详细的计算结果数据
可将这些数据拷贝到excell表格中。

十二、VADOSE/W计算结果运用到SLOPE/W中分析边坡稳定
VADOSE/W计算文件可以在SLOPE/W模块中打开，下图是在VADOSE/W中建立的边坡瞬态含水量计算文件
按下图的提示，直接进入SLOPE/W模块
进入SLOPE/W模块以后，可以看到如下界面：
选择土体破坏准则和赋予边坡土体抗剪强度参数见下图
选择孔隙水压力状态见下图，可以选择VADOSE/W计算文件中保存的任意时刻对应的孔隙水压力状态：
设置搜索最危险滑动面位置的方法见下图：
定出滑动面圆心点区域和切线位置见下图：
计算结果如下图：
十三、小结
VADOSE/W模块可以精确的模拟气候作用下饱和非饱和土体水分迁移过程。

GEO-STUDIO软件各模块的联合使用，对研究饱和－非饱和土含水量变化和孔隙水压力变化等问题提供了便利，仔细阅读各模块的说明书，做一些简单的算例，就能熟练掌握
对照《非饱和土土力学》的基本理论，可以帮助我们提高对非饱和土理论的理解，加深对非饱和土基本性质的的认识。

SEEP/w的应用
参考文献
1.《半填半挖路基水分运移规律及差异沉降形成机理研究》
2.《大渡河沙湾水电站尾水渠渠堤渗流场特征及稳定性分析》31
3.《堤坝防渗加固效果评价模型试验研究》51
4.《渗流场与应力场耦合分析及其在尾矿坝工程中的应用》
5.《土石坝防渗加固效果的有限元分析》
6.《锡冶山尾矿坝渗流场模拟分析》
7.《雨水入渗对非饱和土斜坡内孔隙水压影响的研究》
8.《止水帷幕对基坑渗流场影响分析》
9.《饱和_非饱和渗流影响因素及对土坡稳定性影响研究》
10.
基本理论
分析步骤
Darcy定律
基本方程
土水特征曲线
渗透性函数
S eep/w的功能特点
认识seep/w
本文以GeoStudio2004版本来说明seep/w来说明。

单击桌面左下角‘开始’->‘所有程序’->‘GEO-SLOPE’->‘GeoStudio2004’，打开如图 1 1所示的窗口。

在图 1 1中，‘A’部分指创建新的文件，做渗流计算分析选择‘create a seep/w analysis’；‘B’部分指打开已经保存好的文档；‘C’部分是‘A’部分各个分析项目所对应的帮助文件；‘D’部分指代的是版本的使用限制，其中‘full licence’指代的是全部功能均可使用，‘student’、‘viewer’仅能运用其中的部分功能。

图 2 1
创建一个新的渗流计算分析文件，单击‘create a seep/w analysis’，打开
认识软件的窗口，如图 1 2所示，下面依次介绍各项的功能以及使用。

图 2 2
F ile
File项下的选项功能如图1 3所示。

其主要作用分为以下几个部分：打开、保存、另
存为、选择其它分析类型、打印、退出等。

图 1 3所示中的框选内容是最近打开或保存的文件，单击文件名可以快速打开。

图 2 3
N ew
功能：打开新的文件，此时出现如图 1 4所示窗口，选择相应项即可。

其中‘user-defined default settings’指代用户自定义的设置，‘geostudio original settings’指软件默认的配置。

‘template’可以选择打开已经储存好的文件，如图 1 5所示。

图 2 4
图 2 5
S elect analysis
功能：在建立模型之后，可以实现模型的分析转化或进行耦合分析。

单击时出现图 1 6窗口，勾选相应的分析类型即可。

图 2 6
O pen
功能：单击弹出窗口图 1 5，打开已保存好的文件。

C lose
功能：关闭正在进行建模或者分析的项目。

S ave
功能：将文件进行保存，如图 1 7所示。

图 2 7
S ave as
功能：将文件进行换名另存为。

在保存文件时，建议用‘save as’，这样的话，可以保存已进行过分析的步骤。

I mport picture
功能：将符合如图 1 8所示的类型导入到分析窗口。

选择相应的文件格式以及文件名之后，在窗口中选择适当的基点单击即可导入。

图 2 8
进行图片的导入，优点在于能够直接使用‘draw points’来画点、连接区域、赋值、进行计算分析。

当然，如果点的几何位置不准确的话，还可进行修改，方法见1.5节所述。

经常使用的格式是*.bmp和*.dxf。

问题是导入之后的坐标以及边界条件的施加不方便衡量。

E xport
功能：将分析窗口中的内容进行图片式导出，单击时弹出窗口图 1 9，可以导出的类型有图 1 8所示。

图 2 9
若勾选‘select area’，可以再窗口中进行区域的选择之后再进行导出。

S ave default settings
功能：保存已设置的页面数据。

在新建文件时可以选择图 1 4所示的‘user-defined default settings’项。

P rint
功能：打印窗口所示的文件。

P rint selected 功能：打印窗口所选区域内的文件。

E xit
功能：退出软件。

不同于1.1.4的‘close’项。

E dit
功能：进行文件的撤销操作以及复制选择。

窗口内容如图 1 10所示。

图 2 10
U ndo
功能：撤销已进行过的操作。

R edo
功能：恢复已进行过的撤销操作。

C opy all
功能：复制窗口内所有内容。

C opy selected
功能：复制窗口内所选内容。

S et
功能：进行分析前的准备设置。

项下内容如图 1 11所示。

图 2 11
P age
功能：首先要进行此时的单位（units）设置，设置工作区域（working area）的大小，对于printer page由系统默认的打印纸张进行设着，可以在1.1.10节中设置。

图 1 12。

注意：
11.‘page’项设置打印纸张的大小。

12.工作区域（working area）可以小于、等于、大于打印尺寸（printer page）。

若工作区域大于打印尺寸，则当所建模型显示比例为100%或更大时，不能将该模型完整打印在同一张打印纸上。

因此，工作区域设置时应该设置为较合理方便的尺寸。

13.一般对于所建立的模型，若长（width）宽（height）比过大时，可以在工作区域内进行相关大小比较设置，不必拘泥于长宽一致的设置。

图 2 12
S cale
功能：限制页面的大小，在范围内显示的图形将能够打印，否则不能打印。

其限制了宽度“Horz.1:”值和高度“Vert.1:”值。

如图 1 13。

‘engineering units’设置建立模型区域的单位，一般设置为meters；
‘scale’下有‘Horz.1:’、‘Vert.1:’两项，与下面的‘problem extents’、‘engineering units’、以及1.3.1中的‘uits’的设置相关联；
‘problem extents’设置建立模型区域的大小范围，由‘minimum x：’、‘maximum x：’、‘minimum y：’、‘maximum y：’四项组成。

设置纸张区域中所画模型区域的大小最值范围。

当这四项中的任意一项变动时，都会引起‘scale’的变动；当然，‘scale’若变动，则在勾选‘lock scales’时，‘problem extents’也会变动。

‘unit weight of water’设置为默认值9.807，单位注意协调。

图 2 13
Horz.1:值等于图1 12中的width（注意此时的单位‘unit’）比图1 13中minimum x 与maximum x绝对值之和（注意此时的单位engineering units）。

Vert.1:值等于图1 12中的height（注意此时的单位‘unit’）比图1 13中minimum y 与maximum y绝对值之和（注意此时的单位engineering units）。

G rid
功能：调整网格的间距以及是否显示栅格、是否粘格子。

见图 1 14所示
图 2 14
‘grid spacing（eng.units）’显示的是定义完毕的建模区域单位，对应于图 1 13中的‘engineering units’项；
‘actual grid spacing(mm)’显示的是纸张上的实际单位，对应于图 1 12中的‘units’项；
‘display grid’若勾选此项，则表示显示网格。

否则，不显示；
‘snap to grid’若勾选此项，则表示粘连网格点。

否则，不粘连；
注意：网格点就是在‘grid spacing（eng.units）’中的显示点方式。

Z oom
功能：调整结果显示图的缩放比例。

窗口如图 1 15所示。

图 2 15
A xes
功能：调整坐标轴的坐标数据、标注显示以及显示的范围。

窗口如图 1 16所示，单击‘ok’出现如所图 1 7示窗口。

图 2 16
图 2 17
注意：
1.坐标轴上的min以及max值应该在图1 13中‘problem extents’范围之内；
2.图1 7中的设置有以下关系：最大值（max）=最小值（min）+间距（increment size）*间隔数（#of increment）。

V iew
功能：查询相关的节点、单元、边界、节点边界、单元边界信息以及其他常用的查询设置。

注意：在view中，仅仅能够查询，而不能做改动。

若改动，则在相应的选项中进行设置。

图 2 18
N ode information
弹出的窗口以及显示内容如图 1 19所示。

具体内容有：坐标（x-coordinate、y-coordinate）、水力边界类型（hydraulic BC type）、水力边界条件值（hydraulic BC action）、水力边界函数（hydraulic BC fn.#）以及hydraulic BC mod.fn.#。

可以对节点信息进行复制、打印操作。

图 2 19
E lement information
弹出的窗口以及显示内容如图 1 20所示。

具体内容有：主要节点（primary nodes）、次要（secondary nodes）、材料（material#）、传导函数（conductivity fn#）、渗透函数值（饱和状
态下）（k at saturation）、体积水含量（vol.water content fn#）、传导比（conductivity ratio）、传导方向（conductivity direction）、积分序（integration order）、厚度（thickness）、x无限方向（x-infinity direction）、y（y-infinity direction）、面层（surface layer）等。

图 2 20
注意：
1.次要节点的显示只有在图1 48中的‘secondary nodes’选中情况下才会显示；
E dge information
弹出的窗口以及显示内容如图 1 21。

具体内容有：边界节点（edge nodes）、所属单元（adjacent elements）、水力边界类型（hydraulic BC type）、水力边界条件值（hydraulic BC action）、水力边界函数（hydraulic BC fn.#）、修正（）、（potential seep review）。

图 2 21
N ode B oundary conditions
弹出的窗口以及显示内容如图 1 22，显示的是各个节点的边界信息。

具体内容见图中所示。

图 2 22
E dge B oundary conditions
弹出的窗口以及显示内容如图 1 23。

具体内容有：节点（nodes）、单元（elements）、值（action）、
图 2 23
P reference
弹出的窗口如图 1 24所示。

涵盖的内容：几何信息（geometry information）的显示、网格信息（mesh information）的显示、字体信息尺寸（font information size）的调整、字体的选择。

图 2 24
注意：
1.几何信息（geometry information）：若勾选相应的项，则显示相应的点（points）、点标记（points labels）、区域（regions）、区域标号（regions numbers），否则，则不显示；
2.网格信息（mesh information）：若勾选相应的项，则显示相应的节点（nodes）、节点号（nodes numbers）、单元（elements）、单元号（elements numbers）、材料填充颜色（material fill color）、边界条件（boundary conditions）、无限标记（infinite symbols）、材料边界（material boundaries）、地面线（ground surface line）、面区域细节（surface region detail）、流量截面（flux section）、初始水头（initial water tabels）、勾勒体（sketch objects）、轴（axes）、图（pictures）、勾画图（contour sketch objects），否则，则不显示；
3.字体信息，尺寸（font information，size）：进行点标记（point label）、区域（region）、节点（node）、单元（element）、轴（axes）等的字体大小设置。

4.字体：弹出图1 25窗口，进行字体、字形的选择设置。

图 2 25
T oolbars
功能：进行工具栏的显示与否设置，如图 1 26所示。

图 2 26
‘toolbars’项下是常用的工具栏，勾选则显示，否则，不将显示；‘show tool tips’勾选则显示工具栏的提示信息；‘status bar’勾选则显示相关数据。

建议全部勾选。

R edraw
功能：对各项操作进行刷新。

K eyin
功能：键入设置值，所设置项目如图 1 27所示，即有分析设置（analysis settings）、水力函数（hydraulic functions）、材料特性（material properties）、点（points）、域（regions）、节点（nodes）、单元（elements）、初始水头（initial water table）、流量断面（flux sections）、创（generate plan view）。

建议：在建立几何模型时采用此项设置，而不是采用draw设置。

在本项设置时，要注意操作步骤的完整性，即输入相应数据->copy->ok，常常忘却的是copy一项，从而改动得不到体现。

图 2 27
analysis settings
本项进行的设置涵盖了以下几个方面：Project id、type、control、convergence、time。

下面详细叙述。

P roject id
设置工程项目的名称（title）以及相关备注（comments）。

注意，此时的名称不是文件的保存名。

窗口如图 1 28所示。

图 2 28
T ype
设置渗流分析的类型（analysis type）：稳态（steady-state）、瞬态（transient）、耦合相关（ctran/w density-dependent）。

设置在瞬态分析时的初始条件（initial conditions）：从文件导入（from file）、从初始水头线（from initial water table）。

图 2 29
1.steady-state：常规设置
2.transient：勾选
3.ctran/w density-dependent：
4.initial conditions只有在勾选transient时才能进行设置，给出了两种初始条件的设置方法，弹出如图 1 30所示窗口。

从文件导入（from file），单击选择相应的文件，如图 1 31图 1 31所示；从初始水头线（from initial water table），此时在1.6节进行‘initial water table’设置。

图 2 30
图 2 31
C ontrol 内容设置如图 1 32所示。

图 2 32。