Ver.3の改定内容

本バージョンで対応した下記の改定内容についてご紹介いたします。
・圧密連成解析に対応

圧密連成解析に対応

図1の通り、有限要素法による地盤解析は、慣性力を考慮するか否かにより静的解析と動的解析に分けられ、また水圧を未知量とするか否かにより全応力解析と有効応力解析に分けられます。圧密連成解析はこの中で静的有効応力解析に該当し、地盤（土粒子骨格）の応力・変形特性と地下水の浸透特性を連成させた解析となるため、土-水連成解析とも呼ばれます。圧密による沈下量の時間的推移を求めたい場合には、圧密連成解析を行う必要があります。本製品はこれまで液状化に伴う自重変形解析なども含めて間隙水圧を考慮しない静的全応力解析に対応しておりましたが、今回のバージョンアップで圧密連成解析（土-水連成解析）に対応しました。

図1　有限要素法による地盤解析体系の概略

なお、圧密計算を行う製品としてUC-1「圧密沈下の計算」がありますが、こちらはTerzaghiの一次元圧密理論に基づく圧密沈下計算プログラムとなります。Terzaghiの圧密理論は比較的簡易で実用的な理論ですが、あくまで鉛直方向のみの挙動を考えた一次元の圧密理論です。地形の傾斜や複雑な地層変化があり、地中応力にせん断応力が発生するような汎用的な解析を行う場合は、本製品のようなBiotの圧密理論に基づく圧密解析に対応した製品が必要となります。
有限要素法による圧密連成解析の理論的背景は複雑ですが、本製品では簡易な操作で解析モデルを作成することができます。モデル作成ではCADデータインポートに対応しており、有限要素メッシュ作成ではオートメッシュ分割にも対応しております。従来の設定に加えて圧密解析に必要な排水条件（図2）や対応する構成則などを設定すれば容易に圧密解析結果を得ることができます。

図2　ステージ設定（排水条件の設定）

本製品は入力条件を設定するプリプロセッサ（Pre部）、解析処理を行うソルバー（解析部）、解析結果を可視化するポストプロセッサ（Post部）で構成されています。Post部では、解析結果として得られる変形図（図4）や間隙水圧分布図（図5）などを簡単に確認することができます。また、圧密は時間変化を伴う現象ですので、時刻歴図（図6）なども簡単に確認することができます。なおPost部は単独で起動できますので、解析実行して出力される解析結果ファイルがあれば、すぐに結果を確認することができます。

図3　有限要素メッシュ図

図4　変形図（沈下形状図）

図5　間隙水圧分布図

図6　時刻歴図（時間-沈下関係）

今後の予定

本製品はPre部やPost部だけでなく解析処理を行うソルバーを100%自社開発しており、今後も梁要素のトリリニアモデル対応やその他の構成則の追加など機能拡張していく予定です。ご期待ください。