SIGMA/W  對巖土結構中的應力和變形進行有限元分析的專業軟件

SIGMA/W軟件是一款用于對巖土結構中的應力和變形進行有限元分析的專業軟件。它具有全面的本構模型公式，使得這款軟件不但可以對簡單的巖土問題進行分析，也可以對高度復雜的巖土問題，如線性彈塑性、非線性彈塑性、非線性等進行分析，許多經典的土體模型可以使用戶對各種土體或結構材料進行建模分析。

有很多巖土問題不僅要計算穩定性，還希望進行應力應變分析，SIGA/W軟件可以對線彈性變形問題、高度復雜的非線性彈塑性有效應力問題進行分析。SIGMA/W軟件可以模擬載荷在地基中產生的超孔隙水壓力，可對施工前后邊坡的穩定性進行分析，有助于確定加固措施。此外，與SEEP/W軟件相結合，SIGMA/W 軟件可以對受外載荷作用的巖土結構中孔隙水壓力的產生和消散進行建模分析，并進行土體固結分析。

SIGMA/W軟件中實質上是求解平衡方程，而SEEP/W軟件中是求解連續方程，兩種軟件結合起來求解方程可以同時得出變形和孔隙水壓力隨時間的變化情況。在SIGMA/W軟件中可選用加載頻率或非線性土體模型來分析與估計靜壓力，將可用作QUAKE/W軟件中的初始靜壓力進行動態分析。

上述的這些特點使得SIGMA/W軟件可以解決用戶在地質構造、土木工程、采礦工程等領域內遇到的幾乎所有的應力或變形問題。

1. 典型應用：

SIGMA/W 軟件可以對幾乎所有地基的應力和變形問題進行建模分析。這些應力、變形問題包括：

底座、充液容器、土工結構中的沉降問題

路堤和水壩內部或底部的變形問題

隧道周圍的變形和應力問題

支撐柱或錨桿加固的基坑的側移及其周圍的表面沉降

開敞式基坑和放坡開挖的地面回彈。

孔隙水壓變化引起的體積改變。

土與結構的相互作用：包括非粘合自由錨桿、開挖支撐和桁架結構的相互作用。

完全耦合固結分析

2. SIGMA/W軟件的特點：

SIGMA/W軟件可以分析排水和不排水過程的總應力和有效應力、二維平面應變、三維軸對稱問題、膨脹和固結問題及構造應力等問題。

土體固結模型包括線彈性模型、各向異性的線彈性模型、非線性彈性模型、彈塑性模型、應變軟化模型、土體的帽蓋模型和修正的帽蓋模型等。

邊界條件類型包括X和Y方向的位移、體力、壓力、階躍常數、以及模型的自重載荷。

SIGMA/W軟件采用小變形、小應變、漸近載荷模型來處理二維平面應變和軸對稱問題。對每一加載步，每個節點上的漸近位移由漸近載荷作用計算得出，加到位移上的初始載荷步計算出模型的整體位移。

對非線性材料的土體模型，SIGMA/W軟件用Newton-Raphson方法來解迭代方程，土體參數在每一迭代步上都要更新，直至得到收斂解。

SIGMA/W軟件可與SEEP/W軟件相結合分析土體的完全固結問題。由SEEP/W軟件計算載荷作用下的瞬時孔隙水壓力，而由SIGMA/W軟件計算孔隙水壓力產生的變形。

用于土體結構內部相互作用的梁結構和桿單元。

回填或開挖時的分段載荷。

3.與其他應用軟件的結合：

1）SIGMA/W軟件計算出的應力可用于SLOPE/W軟件或QUAKE/W軟件中：

在SLOPE/W軟件中用有限元方法計算出的應力值，與由變形分析中得到的應力值一樣，用這些應力值就可以對一些嚴格的穩定性問題進行分析了。此外，在QUAKE/W軟件的地震動力學分析中，用戶可以將SIGMA/W軟件計算出的應力作為初始應力分布值。

2）SIGMA/W軟件計算出的孔隙水壓力可用于SLOPE/W軟件或QUAKE/W軟件中：

在SIGMA/W軟件中，在如回填等穩定載荷作用下產生的超孔隙水壓力可以代入SEEP/W軟件中研究地基中的超孔隙水壓力的消散所需時間。用戶可以用SLOPE/W軟件來分析建造過程這些附加應力對穩定性的影響，以便用戶決定分步加載的必要性。