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FEM解析
 
 GeoFEAS Flow3D
   GeoFEAS Flow3D (渗透流分析专用版)
   GeoFEAS Flow3D (弹塑性地质解析专用版)
使用FEM进行地质弹塑性分析及渗透流分析的综合产品

首版发布: '16.06.09

Windows Vista/7/8 对应
价格/购入样本画面

  项目概要
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使用FEM进行地质的弹塑性分析(以下、GeoFEAS)的通常/非通常 饱和-非饱和渗透流分析(以下、 VGFlow)是可能的数值分析项目。
本产品与GeoFEAS及VGFlow在同一平台下动作,形状数据与网格数据可共有化。从前的个别产品当中,以各自的平台制作解析模拟,根据形状数据,网 格数据的共有化,大幅度缩减了作业时间。
本产品的解析部分是由群马大学大学院理工学府环境创生部门地质工学研究室的地质分析项目与本公司的前解析部共同开发的产品。
※本产品是综合产品,也可单独使用

▲形状・网格共有化


  相关信息
新 产品介绍

  项目的功能及特长
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■模型形状制作

交叉制作
 
任意固体与固体,固体与面,面与面,面与线,线与线等固体之间可制作交叉面。根据此功能,多数土木构造物在立体交叉时也可生成交叉 面。

分组
 
在三维空间当中,从二维空间当中生成的项目总数变大,模型的编辑变得更加困难。因此,将具有同种类的各项目标物分组,可以统一管理, 分配材料固定值。

项目的表示/非表示以及限制选择
 
3D在复杂的三维模型当中,可单独表示想操作项目。并且,根据限制选择功能,对部材,面,固定等均可限制选择。

导入LandXML形式的地形数据
 LandXML形式中制作的地表面及地层境界当中的点云的三维坐标数据及相关信息均可输入。因此,复杂的地形信息也可自动构筑。也可把以地形 信息为设计对象的构造物模型化。

▲LandXML文件当中制作地形示意图 ▲目标的表示/非表示、选择示意图

对于只用复杂的地形以及隧道交叉模型等三维地形的地形,可根据实际状态进行模型化。

■网格分割
可半自动进行网格分割。首先,网格的线段等根据间隔及比率进行分割。以线段的分割数为基础,将面分给成三角形及四边形,固体分割成4面体,5面体及6面 体。变更分割数之后也可简单对模型进行再次网格分割。

■要素分层
地质的模型化具体使用固体(立体立)要素。本产品可准备4面体,5面体,6面体要素。

▲立体要素(4面体・5面体・6面体)

■后处理器

▲轮廓图,轮廓图平面 切断表示

  关于GeoFEAS
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Geotechnical Finite element Elastoplastic Analysis Software 3D的略称,可在静止的条件下进行地质的应力~变形分析的三维弹塑性地质解析应用程序。桩基础解析,基坑的挖掘解析、潛盾隧道问题以及在斜面安定分析等与 地质相关的领域当中,在使用弹塑性分析时,可起到作用的FEM产品。

■适用范围

地质应力・变形分析 使用NATM工法的隧道施工探讨分析
斜面安定分析 水压的变动对地质影响的探讨
基坑挖掘分析 地质与构造物相互作用的探讨
钱盾隧道挖掘时周边地质影响分析 应答震度法

■功能及特长

阶段分析
可实施阶段分析(施工步骤分析)。根据每个阶段进行材料参数的变更,境界条件的变更,在挖掘时可设置应力解放率的变更。

剪切力强度低减法
根据剪切力强力递减法可进行全体安全率及滑动面的推算。对于三种种类的弹・完全塑性模型当中可使用剪切力强度低减法。

局所安全率

根据积分点计算局部安全率。

分析功能的兼用
使用阶段分析与剪切力强度低减法等分析功能,可同时进行挖掘・填方、斜面安定、支撑力问题等与地质相关的问题可同时进行变形分析与安定分析。

混用构成规则
根据材料不同科可使用不同的构成规则。

分析类别
静力全应力分析

负荷条件
全应力分析(不考虑地质透水现象的分析)的应用程序,水压可作为节点荷重考虑水压的变化对地质造成的影响。
类型可考虑节点集中负荷,等分布负荷,分布负荷,体积负荷(自重、静力地震负荷)

要素 构成模型 对应
集中负荷 节点集中负荷
分布负荷 线形分布荷重、面分布荷重
自重 水平加速度、鉛直加速度
分布荷重 深度方向一定水平荷重、深度方向一定鉛直荷重
深度方向分布水平震度、深度方向分布鉛直震度 ×
水圧 節点水圧

境界条件
单点拘束(水平滚轴、铅直滚轴、固定、支杆)、多点拘束(MPC、铰链)、强制位移等。施工步骤与阶段解析对应,根据阶 段的不同,变更材料常数,境界条件等均称为可能。

构成法则
探讨弹塑性地质分析是地质应力,变形举动的最基本手法,但是由于分析模型,要素定义及模型的构造非常重要,在分析应用程 序中需要多种多样的功能。
特别是,为了充实土质的构成模型,可从最简单的弹性模型开始到地质的弹塑性举动的弹塑性模型,准备了13种的构成模型。关于弹性模型,No- Tension分析等对应全部15个种类。并且,阶段解析与剪切端强度低减法等分析功能的并用,可同时挖掘・填方,斜面安定,支持力问题等与地质相关的变 形分析及安定分析均可同时实行。


模型种类 构成模型
弹性模型 (1)线形弹性模型
(2)积层弹性模型
非线形弹性模型 (3)Duncan方式1
(4)Duncan方式2
(5)破换接近度法
非线形模型 (6)Hardin-Drnevich模型
(7)Ramberg-Osgood模型
(8)鵜飼・若井模型(UW-Clay)
弾・完全塑性模型 (9)Morh-Coulomb方式
(10)Drucker-Prager方式
(11)Morh- Coulomb/Drucker-Prager方式
弾塑性模型 (12)Pastor- Zienkiewicz砂模型
(13)Pastor- Zienkiewicz粘土模型
No-Tension模型 (14)线形弹性模型
(15)积层弹性模型

梁要素是线形弹性模型,棒要素,梁要素等可将线形弹性模型,棒要素,梁要素,弹性要素模型与双线性模型,联合要素可使用线 形弹性模型及Mohr-Coulomb方式。

输出项目

结果种类 结果
轮廓图 位移
应力
最大剪切力强度
最大剪切力强度增分
压缩应力
拉力
局部安全率
全体安全率(SSR分析)
张量
固体要素应力
固体要素应力
板要素断面力
板要素的弯矩

 关于VGFlow
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使用有限元要素法(FEM)进行的饱和-非饱和的渗透流解析程序。
在三维空间中复杂的地形境界形状模型也可简单生成,在进行网格分割时,根据指定要素类型及要素次数等可设置规则性网格功能,自动网格功能,重新网格化等都 将成为可能。

在分析类别当中可进行通常分析以及非通常分析。并且对应各种境界条件,不饱和浸透特性来说,可使用具有代表性的van-Genuchten模型,水分特性 曲线等经验值的表格在输入时都可计算。它包含国内代表性的地质及同等参数。输出功能可核查轮廓图,等值面图,矢量图等。

■适用范围

改订土工指针当中检查道路填方的降雨作用 贮水池及防灾调节水池的设计计算
在广域流域当中进行降雨及地下水影响分析 挖掘基坑时的管,沸点探讨
河流堤防中堤坝内部的浸润面以及水压分布的把握 被压地下水的影响分析
堤坝内部的设计计算及贮水池周边浸透探讨 滑坡地带的筋压分布状况的把握及集水井的探讨
帷幕灌浆等基础处理的透水性探讨 河流完结工等的施工当中的渗透流变动状况探讨

■功能及特长

分析类别
常解析

解析模型
三维问题

境界条件
境界条件可以设置以下6个种类。并且,水位变动境界及降雨境界可同时指定。

水头已知境界 点源
流量既知境界 水位変動境界
浸出境界 降雨境界
浸出禁止境界

不饱和浸透特性
力不饱和浸透特性输入方法有以下两种

  1. 与van Genuchten的函数模型同样
  2. 体积含水率θ~吸力ψ的关系以及体积含水率θ~相对透水系数Kr的函数输入

附加参数材料的数据库
10种类的土相关的默认值以及河流堤防构造探讨步骤(附加财团法人 国土技术研究中心的不饱和浸透特性库。

▲河流堤防探讨方法  不饱和浸透特性河流堤防构造探讨顺序 不饱和浸透特性库

出力項目

结果种类 结果
轮廓图  压力水头
间隙水压
饱和度
体积含水率
动水梯度
流速向量
张量  流速向量
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