geostudio操作步骤

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操作步骤详细篇

软件安装一定要正确,后续检查好各方面参数设置后,仍出现无法解决的问题时,有可能是软件安装不正确。软件安装严格按照破解说明进行。 1 滑坡剖面图导入geostudio

方法一:CAD中剖面图保留地形线、滑动面、最好保留175m时初始地下水位线,方便geostudio中画出时控制水力坡度角大小、坐标轴等信息,打印为bmp格式。Geostudio在full license状态下新建seep,通过sketch pictures 按钮insert保存的bmp格式剖面图。用scale按钮选择已知坐标的横纵坐标上两点,调整geostudio中剖面坐标,apply后完成坐标校正。Sketch polylines描绘剖面图中滑体、滑带、滑动面及滑床分隔线,sketch axes 完成坐标轴绘制,sketch text插入文字,其中字体大小调整通过view preferences and fonts完成。完成上述操作后,应用modify objects 按钮delete原bmp格式剖面图,即完成了CAD剖面图导入geostudio工作。

方法二:将CAD格式的剖面图只保留地表线和滑动面(亦最好保留175m时初始地下水位线),并进行闭合操作,闭合操作为:输入pe命令—enter—选择要闭合的图形—出现下图所示的命令,点击C即可。要确保图形已经闭合,否则后续无法进行导入,将鼠标放在图形上,若为一整体即表示已经闭合。将剖面图以坐标轴交叉点为基点,移动到CAD页面上对应点(使用move命令),CAD另存为dxf格式, 在geostudio中点击file- import regions进行导入, 导入后点击region绘制边界区域。

2 175-159m工况中滑体水力学参数、边界条件、初始地下水位的设置及浸润线分布特征,渗流分析结果耦合入slope计算稳定性结果

选择draw regions按钮按照Sketch polylines 绘制好的分隔线生成闭合的有限元区域。对不同的滑体、滑带及滑床区域定义相应的材料属性,从keyin下拉菜单中选择material properties,弹出如下对话框1:

图1滑体水力学参数的定义

Add new 滑体material model选择saturated/unsaturated,采用GeoStudio软件对滑坡进行渗流场模拟,当坡体材料处于非饱和状态时,视滑坡体渗透系数和体积含水量为坡体孔隙水压力的函数,采用Van Genuchten经验曲线和饱和状态时的参数来确定各计算参数。首先设置体积含水量的设置如下图2及图3,渗透系数的设置如下图4及图5,设置具体参数时,点击的是estimate选项。饱和体积含水量设置好后,设置饱和渗透系数,饱和渗透

系数需调用饱和体积含水量的数据,具体见图5。材料属性定义完全后,给相应有限元区域赋予材料,材料赋值过后,一定要显示颜色变化。并选择draw mesh properties选项对有限元区域进行网格剖分。网格剖分的原则为剖分不可过密或过疏,全图显示时能够清晰地看到网格形状。网格剖分示例见图6。

图3饱和体积含水量的设置

图2 体积含水量随孔隙水压力的变化

图4渗透系数随孔隙水压力的变化

图5饱和渗透系数的设置

图6 网格剖分

按照工况设置边界条件,模型边界条件为:滑坡体前缘的水头边界根据库水位确定,坡体表面为降雨入渗边界,基岩面为隔水零流量边界,后缘稳定地下水位处为定水头边界。利用draw boundary condition选项,点击keyin按钮设置边界条件参数。

我们首先计算175-159m的渗流场,工况1的边界条件如下图7,8。边界条件的输入值参照群上传的175-159m库水边界条件,直接复制粘贴到此位置。设置好后一定注意调用。此时,模型的边界条件为175m-159m为变水头边界,159m以下为159m定水头边界,设置情况如图9。工况1边界条件设置情况,以三舟溪滑坡为例,见图10。

图7175-159库水位变水头设置

图8 175-159库水位变水头设置具体值

图9159m定水头设置

图10三舟溪滑坡工况1边界条件设置情况

后续在相应位置assign边界条件,注意一定为相应高程处。如果相应高程不能对应,可通过draw points按钮在175m、159m等处添加。然后继续添加边界条件。

单位设置可通过set units and scale 完成,见图11,时间单位一般选择days。

图10 单位的设置

初始地下水位的添加,首先keyin analyses中,选择water table选项,见图11。

图11初始地下水位的添加设置

按照工况1,时间步为123days,设置见图12。一定要设置时间步,否则无法计算完全。

图12时间步的设置

初始地下水位首先是175m出水点,大致平行于地形线,形状一般呈凸形,同时参考统计的水力坡度角大小。

上述参数均设置好后,可通过verify进行模型检查,若无错误,点击solve按钮start求解,求解过程需收敛,convergence tolerance 为,查看方式为solve求解过程,不要勾选close solve after each analysis选项,计算完成后点击graph,查看是否收敛,见图13、14,否则调整水力学参数或边界条件。同时,计算过程中若水位超出地面线,在draw boundary condition选项,点击keyin按钮设置边界条件参数时,勾选Potential seepage face review 选项,超出地面的水沿地表径流;若水位未超出地面线,不要勾选此选项,见图15。

图13计算求解

图14查看是否收敛

图15potential seepage face review

上述计算完成后,结果查看时,在contour状态下draw isolines利用ctrl键可显示不同天地下水浸润线,见图16,draw vectors可显示地下水流向,graph可设置显示一竖剖面的水头或孔隙水压力随时间的变化曲线及数据。。

图16 地下水浸润线显示方法

以三舟溪滑坡为例,选择第0、31、61、92、123天,可显示175、171、167、163、159m时地下水浸润线分布,如下图17、18所示。此过程中,浸润线分布应合理,随着库水位降,浸润线下降,否则调整计算。上述渗流分析到此完成。

图16 三舟溪滑坡浸润线分布特征

图17三舟溪滑坡前缘浸润线分布特征

keyin analyses状态下,上述渗流分析的条件下,add slope analysis limit equilibrium,其中parent选项为要耦合的渗流分析结果,analysis type is Morgenstern-price,PWP Conditions from parent analysis,time is all.见图18。滑动面slip surface option最好根据勘察报告确定,选择fully specified,见图19。若无资料,也可通过entry and exit 搜索最危险滑面(少用)。

图18 渗流分析与稳定性分析耦合设置

图19滑动面的设置

稳定性slope中定义材料属性,在keyin下拉菜单中选择material properties 选项,在弹出的对话框中点击add添加材料如下图16:

图20 抗剪强度参数的设置

其中,material model chooses Mohr-Coulomb ,物理力学参数选择天然值,为天然重度、天然粘聚力、天然内摩擦角。然后给相应区域赋值。选择draw fully-specified slip surface按钮绘制滑动面,verify命令校验模型,solve计算求解,contour计算结果如下图21,contour状态下draw slip surfaces 得到稳定性系数随时间变化的变化规律,见图22、23,copy data按钮在excel对应得到稳定性系数随库水位高程的变化规律,并绘制想要得到的曲线。

图21滑体稳定性图

图22 稳定性系数随时间变化规律选择按钮

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