對(duì)巖土工程數(shù)值分析發(fā)展的建議

（1）國(guó)外商業(yè)計(jì)算軟件大舉進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，讓中國(guó)企業(yè)（高校）花費(fèi)大量的財(cái)力物力。

目前我國(guó)各高校、科研院所、設(shè)計(jì)院都在大力采購(gòu)國(guó)外的商業(yè)軟件，而且國(guó)外商業(yè)程序的購(gòu)買(mǎi)往往花費(fèi)大量的財(cái)力。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，據(jù)我了解，美國(guó)ITASCA公司的FLAC3D軟件在高校的價(jià)格是20萬(wàn)以上，離散元程序PFC3D在高校的價(jià)格是30萬(wàn)以上，這比美國(guó)本土軟件的價(jià)格貴出1倍還多，就這樣還是所謂的“高校折扣價(jià)”。另外，國(guó)外程序的商業(yè)化已經(jīng)非常完善，隔三差五出現(xiàn)的更新版本會(huì)讓很多中國(guó)企業(yè)（高校）花費(fèi)大量的財(cái)力進(jìn)行升級(jí)更新。

目前，就高校而言，很多學(xué)校單位的宣傳材料中，都將擁有哪些國(guó)外流行的商業(yè)程序版權(quán)作為一個(gè)重要的軟件實(shí)力，這使得眾多高校爭(zhēng)相購(gòu)買(mǎi)相關(guān)程序。而真正用好這些商業(yè)程序的單位并不多。

（2）我國(guó)已有的計(jì)算程序正在逐漸退出巖土工程分析領(lǐng)域。

我國(guó)的巖土工程有限元分析從上世紀(jì)60年代開(kāi)始就已經(jīng)起步，期間有很多單位中的老前輩編制了很多很好的計(jì)算程序。就河海大學(xué)來(lái)說(shuō)，殷宗澤教授編制了土石壩靜動(dòng)力分析、土體固結(jié)、沉降預(yù)測(cè)等方面的程序，已經(jīng)在很多工程中得到廣泛應(yīng)用。但是由于傳統(tǒng)的計(jì)算程序很多都是Fortran編制的，沒(méi)有友好的界面和前后處理接口，使用者往往花費(fèi)很多的時(shí)間來(lái)研讀程序，同時(shí)程序中的一些特殊數(shù)組定義要根據(jù)實(shí)際工程情況來(lái)確定，所以研究生們不情愿學(xué)習(xí)這些程序。這使得這些原本很好的計(jì)算程序正在逐漸退出巖土工程的數(shù)值分析領(lǐng)域。這值得從事巖土工程科研工作者們思考。

（3）國(guó)際商業(yè)程序并非萬(wàn)能，很多程序并不適用于中國(guó)國(guó)情。

國(guó)際商業(yè)程序可以分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是大而全的通用有限元程序，以Abaqus為代表，同類(lèi)的還有Adina、Ansys等。這些通用程序由于設(shè)計(jì)時(shí)并非為巖土工程專(zhuān)用，所以所含內(nèi)容十分龐大，要掌握這種程序至少要花費(fèi)半年的時(shí)間來(lái)摸索。另一類(lèi)是專(zhuān)業(yè)的巖土工程計(jì)算程序，以FLAC和FLAC3D為代表，同類(lèi)的還有Plaxis、GeoStudio等。這些程序?yàn)閹r土工程專(zhuān)業(yè)所涉及，使用起來(lái)稍微簡(jiǎn)便一些，但是所有程序基本是對(duì)國(guó)外的巖土工程問(wèn)題來(lái)開(kāi)發(fā)的，并不適用于中國(guó)的國(guó)情。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，所有的商業(yè)程序中都沒(méi)有Duncan模型，這使得很多使用者（包括筆者：陳育民等,Duncan模型在FLAC3D中的開(kāi)發(fā)，《巖土力學(xué)》2007）都嘗試過(guò)在商業(yè)程序中開(kāi)發(fā)Duncan模型。這種工作一方面毫無(wú)創(chuàng)新，同時(shí)又會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間去探索程序所提供的模型開(kāi)發(fā)環(huán)境。

另外，國(guó)外商業(yè)程序所提供的土體參數(shù)建議值，都沒(méi)有考慮到中國(guó)已有的國(guó)情特色，所以很多參數(shù)實(shí)際上不適用于中國(guó)的工程問(wèn)題。

（4）編制中國(guó)特色的商業(yè)計(jì)算程序并非難事，但需要各方面共同努力。

縱觀國(guó)際上流行的大型數(shù)值計(jì)算程序的發(fā)展，都是從高校（教授）的計(jì)算程序雛形開(kāi)始，通過(guò)一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)共同來(lái)完成的。我們現(xiàn)在很多高校都具有這種程序雛形的基礎(chǔ)，現(xiàn)在需要的就是如何來(lái)組織這些力量，并且整合力量，包括編程專(zhuān)家、界面編制專(zhuān)家、算法專(zhuān)家、巖土工程設(shè)計(jì)人員等，逐步將這些程序雛形可視化，并形成中國(guó)特色的商業(yè)程序計(jì)算軟件包。

目前已有一些成功的實(shí)例，包括設(shè)計(jì)院常用的理正軟件，包括唐春安教授的程序，這說(shuō)明這些工作并非難事，關(guān)鍵是意識(shí)到這項(xiàng)工作的重要性，有杰出的學(xué)術(shù)帶頭人將此項(xiàng)工作納入計(jì)劃。我相信，只要有好的團(tuán)隊(duì)，我們國(guó)家也會(huì)有自己特色的商業(yè)計(jì)算程序。這些計(jì)算程序可以銷(xiāo)售給各高校、各設(shè)計(jì)院、各科研機(jī)構(gòu)，軟件版權(quán)的收入將大大超過(guò)原先開(kāi)發(fā)過(guò)程中的投入，是一項(xiàng)既有工程意義，又具有很大商業(yè)價(jià)值的工作。