最新岩土软件Z_soil.PC 2003介绍

基于Windows图形操作界面的Z_SOIL.PC 2003提供了解决土力学和岩石力学、地下结构、基坑开挖、土结构相互作用、地下水和温度分析的统一方法。Z_SOIL.PC 2003是基于有限单元方法的不断升级的工程软件。在软件在设计研究领域取得了巨大的成功，涵盖了现实世界中可能遇见的所有工程问题。
在世界范围内 由Z_SOIL.PC广泛应用于基础和土工构筑物的设计分析，包括隧道、地下贮藏设施、采矿、高速公路路基的挖方和填方、铁路、大坝、临时和永久的挡土结构、具有复杂开挖步骤的基坑以及水工结构。
Z_SOIL 分析
• 计算速度比以前的版本提高3～4倍
• 增加自动内存清理和优化功能
• 轴对称问题、平面应变问题、3D问题求解器可分别采用以下任何一种方法做单相和两相分析：
自动计算初始应力条件和稳定渗流状态：
初始应力和自重的组合可自动生成最复杂的初始状态条件，包括已经存在的建筑物
• 稳定性分析：
对大多数问题可采用C-phi强度折减法和应力水平算法得出可靠的稳定性评估和滑裂面的位置。这两种方法比条分法简单和通用。可考虑局部材料的特性或者接触面对稳定系数的影响。
• 极限荷载分析和变形分析：
可考虑有预应力的情况（锚杆）
• 开挖和建造工况分析：
可与任何求解器的次序相结合，可移除或者增加施工部分、荷载、边界条件等，为了在2D程序中模拟3D的效应可以控制卸载速率，可进行工况的稳定性评估。
• 固结，蠕变分析（与时间有关的效应）
• 渗流，稳定流或者瞬态流，饱和与非饱和渗流，可考虑边界条件随着时间的变化；完全任意的渗流边界条件，如自由面、渗流面、降雨入渗，不可渗透区域；可考虑与固体变形的耦合或者非耦合。
• 热量、水分迁移分析：预先进行瞬态的热量/湿度迁移分析得到温度－时间曲线，为后续的力学分析做准备。
• 直接求解法、波前法和稀疏矩阵求解器
在两相计算中，稳定的有限单元方程不受计算时步的限制

Z_SOIL前处理
• 人机交互的半自动有限元网格生成和优化，可以在几分钟之内生成多达几万个的网格
• 采用C++开发的2D和3D程序统一的菜单
• 改进了缩放功能
• 自动单元分割
• 引进了“超级单元”定义参数
• 新的宏定义
• 改进了与Autocad和Excel的兼容性
• 取消功能
¬• 重叠网格的兼容性

Z_SOIL 后处理
¬• 与Windows完全兼容的后处理系统可提供许多新的功能，例如显示横截面上的量、查看时程曲线和改进的结果表述能力，如云彩图、等值线图、矢量图等
• 改进了与Excel的兼容性
• 记录和播放宏
• 改进了选择集的兼容性
• 单位管理器，专门负责各种物理量单位之间的转换
本构模型
Z_SOIL.PC 采用最强健的数值算法模拟非线性、与时间相关性（time dependent）、土体的应力应变特性，内置的连续介质本构模型有：
• Tresca模型
• Mohr-Coulomb模型
• Rankine模型
• Drucker-Prager-Cap模型
• Cam-clay模型
• multi-laminate模型（成层介质和片岩）
• Hoek-Brown模型（岩石）
• Menétrey-Willam 软化模型（混凝土）
• Biot模型（固结和流固耦合）

边界条件
Z_SOIL.PC可高效地模拟任何形式的荷载和土的应力条件，例如：
• 重力场和初始应力条件
• 水位表和稳态流和瞬态流的水压力，包括可随时间变化的边界条件
• 排水和不排水条件
• 显式定义开挖和施工顺序
• 强制位移场
• 作用与边界和土体上的 集中荷载和分布荷载
• 隧道开挖时的荷载释放控制
• 无限和半无限介质

用户自定义模型
• 用户可以引入自己编写的本构模型

单元库
Z_SOIL.PC中内置的非线性有限元求解策略可根据本构模型选用2D，3D和轴对称单元，可克服与材料不可压缩和剪胀相关的“锁死”现象。单元库中提供了几种非线性的结构单元，如：
• 线性和非线性梁单元
• 壳体单元
• 薄膜单元
• 土工织物单元
• 钢筋和锚杆单元
单元库还提供了无限介质单元和摩擦接触面单元（可渗透或者不可渗透），这些单元都可以根据任意土体的轮廓施加。