岩土及地下工程设计与施工分析软件

一、软件概述
　　同济曙光岩土及地下工程设计与施工分析软件(GeoFBA2D)的研制是在完成多个纵向基金和横向应用技术研究课题的过程中自定的研究项目，旨在提供一套在岩土及地下工程领域适用性强的程序软件。本软件通过最大限度地将有限元通用平台与专业设计模块有机地结合，实现了科学研究成果与工程应用的高度集成与统一。软件主要包括岩土及地下工程的有限元施工动态模拟分析系统，及可考虑施工过程的全量和增量反演分析系统，并内嵌盾构、公路隧道等设计计算及配筋模块。软件主要用户为从事岩土及地下工程的设计、施工、科研、教学工作的相关人员，应用领域为岩土及地下工程，如新奥法、盾构法和顶管法隧道、基坑工程（平面框架，平面有限元）和边坡工程等。
GeoFBA2D主程序包含了前、后处理的所有功能，用户从建立计算模型到分析以及查看计算结果均在GeoFBA2D主程序中进行。其中前处理功能用于根据用户输入的数据建立有限元分析模型。计算程序（嵌于主程序中，不能被单独使用）用于对模型数据进行有限元分析，并输出相应的计算结果。后处理功能则用于将计算结果用直观的方式显示出来。通过使用GeoFBA2D，用户只须将设计图、材料信息、荷载、边界条件等参数以及填土、挖掘、支护等施工相关数据直接输入，就可从获得变形图、等值线、应力分布曲线及内力图等易于理解的直观结果，用户不必关心与有限元理论相关的中间处理过程。
 1.1 GeoFBA2D从1998年开始研制，软件主要性能指标如下：
1.采用面向对象的编程技术和三维OpenGL绘图系统，推出集有限元前后处理、计算于一体的岩土及地下工程分析平台，特点包括：
（1）建立了统一的图形开发平台，具有较高的绘图精度和强大的CAD功能，与AutoCAD基本兼容，并有交互接口；
（2）具有有限元计算模型（包含网格、约束、荷载等边界条件）全自动生成功能；
（3）具有有限元计算数据的图形化自动生成，包括有限元模型参数的编辑、录入及存放系统；
（4）可图形显示各施工步内各种计算结果，包括位移、应力和内力图、地层与结构作用力图等；
（5）具有对象内容即时提示显示及量测数据分析计算比较功能。
2.具有目前国内外最先进的岩土及地下工程有限元动态分析系统：
（1）可全自动模拟岩土及地下工程整个施工过程，并有跨开挖步应力释放功能；
（2）具有用于岩土及地下工程的较为齐全的单元库、材料库；
（3）广泛适用于多种岩土及地下工程，如新奥法、盾构法和顶管法隧道、基坑工程（平面框架，平面有限元）、边坡、公路工程等。
3.具有目前国内外软件独有的可考虑施工过程的全量和增量反演分析功能，包括：
（1）施工过程模拟的全量和增量反演分析功能及反演分析过程的自动跟踪显示功能；
（2）待求岩土介质模型和参数任意选择的功能，且内嵌量测信息输入的数据管理系统；
（3）有多种优化方法可供选择，包括单纯形法、阻尼最小二乘法、遗传算法、遗传模拟退火算法和混合遗传算法。
4．内嵌盾构、公路隧道等设计计算及配筋专业模块。
1.2  与国内外同类软件（如与同济启明星、理正等主要基于规范方法开发的专业设计软件）相比，本软件有如下特色：
1 建立了统一的适合于岩土及地下结构设计与分析的图形开发平台，所有模块的开发均在该图形平台上使用面向对象的方法进行，并具有较高的绘图精度和强大的CAD功能，性能优于国内其他同类软件。
2 理论基础为有限单元法，同时结合各种设计规范，实现了有限元计算分析与专业设计的有机结合，是一个独有的集通用有限元分析与专业设计为一体的设计、计算与施工分析的软件。
3 提供了岩土及地下工程通用的正反分析方法，适用范围较为广泛，不仅适合于各类岩土及地下工程的设计与施工分析，同时也适合于科研与教学。
1.3 对比国内外相关文献与软件，本软件的先进性与创造性体现在如下几个方面:
1本软件采用了施工过程动态数沈阳软件公司值模拟及反演分析技术，其中考虑施工过程中的全量和增量反演分析功能及反演分析过程的自动跟踪显示功能，以及考虑跨开挖步应力释放功能在国内外尚属首次；

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