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■해석종류별
・ 정적 모든 응력 해석
■해석차원
・ 평면변형해석
・ 축대칭해석
■소프트웨어의 특징
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・수위해석 |
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수위해석(시공스텝해석)을 실시할 수가 있습니다. 수위해석마다, 재료정수의 변경, 경계조건의 변경, 굴착시의 응력해방율의 설정이
가능합니다. |
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・전단강도 저감법 |
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수위해석마다 전단강도 저감법에 의한 전체안전율의 산출과 활동면의 추정을 할 수가 있습니다. 3종류의 탄/완전소성모델에 대해서,
전단강도 저감법을 적용할 수가 있습니다. |
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・국소안전율 |
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적분점마다 국소안전율을 산출할 수가 있습니다. |
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・침투류해석과의 연동 |
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침투류해석에 따라서 산출한 수압값을 절점하중으로서 고려할 수가 있습니다(단, 로드 모듈 사양). |
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・해석기능의 병용 |
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수위해석과 전단강도 저감법이라고 한 해석기능을 병용함으로서, 굴착/성토, 비탈안정, 지지력문제등 지반에 관계하는 폭넓은 문제에
변형해석과 안정해석을 동시에 실행할 수가 있습니다. |
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・구성칙의 혼재 |
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재료마다 구성칙을 가하는 것이 가능합니다. |
■경계조건
경계조건으로서 아래의 4종류를 정의할 수가 있습니다.
・ 절자유도구속(수평굴림대, 연직굴림대, 고정, 핀, 강제변위)
・ 다점구속(MPC)
・ 스프링지점
・ 핀결합
■요소 라이브러리
아래의 요소를 정의할 수가 있습니다.
| 종 류 |
항 목 |
2차원 |
축대칭 |
비 고 |
| 선요소 |
보1차요소 |
○ |
- |
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| 봉1차요소 |
○ |
- |
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| 축스프링 |
○ |
- |
스프링지점포함 |
| 전단스프링 |
○ |
- |
스프링지점포함 |
| 회전스프링 |
× |
- |
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| 분포축스프링 |
× |
- |
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| 분포전단스프링 |
× |
- |
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| 면요소 |
3절점3각형요소 |
○ |
○ |
2차원/축대칭해석용1차요소 |
| 4절점4각형요소 |
○ |
○ |
2차원/축대칭해석용1차요소 |
| 6절점3각형요소 |
○ |
○ |
2차원/축대칭해석용2차요소 |
| 8절점4각형요소 |
○ |
○ |
2차원/축대칭해석용2차요소 |
| 조인트요소 |
4절점선 조인트요소 |
○ |
○ |
2차원1차 면요소사이에 적용 |
| 6절점선 조인트요소 |
○ |
○ |
2차원2차 면요소사이에 적용 |
■구성모델
・평면변형요소/축대칭요소의 구성모델
탄소성지반해석은 지반의 응력/변형거동을 검토하는데 있어서 가장 기본이 되는 방법입니다만, 해석모델, 요소정의나 적용구성모델을 적절하게
설정하는 것이 중요시 되기 때문에, 해석프로그램에 다종다양한 기능이 요구된다고 생각됩니다.
GeoFEAS은, 특히, 흙의 구성모델의 충실을 도모하고, 가장 간단한 탄성모델에서, 지반의 탄소성거동을 표현할 수 있는 탄소성모델까지,
13종류의 구성모델을 준비하며, 탄성모델에 대해서는, No-Tension해석을 할 수 있어, 모두 15종류를 실장했습니다.
| 모델종류 |
구성모델 |
비고 |
| 탄성모델 |
(1)선형탄성모델 |
등방성 |
| (2)적층탄성모델 |
이방성 |
| 비선형탄성모델 |
(3)Duncan방식1 |
포아송비를 정수 |
| (4)Duncan방식2 |
체적계수를 정의 |
| (5)파괴접근도법 |
전력중앙연구소 |
| 비선형모델 |
(6)Hardin-Drnevich모델 |
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| (7)Ramberg-Osgood모델 |
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| (8)鵜飼･若井모델(UW-Clay) |
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| 탄/완전소성모델 |
(9)Morh-Coulomb방식 |
관련흐름측 비관련흐름측 |
| (10)Drucker-Prager방식 |
관련흐름측 |
| (11)Morh-Coulomb/Drucker-Prager방식 |
비관련흐름측 |
| 탄소성모델 |
(12)Pastor-Zienkiewicz모래모델 |
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| (13)Pastor-Zienkiewicz점토모델 |
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| No-Tension모델 |
(14)선형탄성모델 |
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| (15)적층탄성모델 |
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・보요소, 봉요소, 스프링요소, 조인트요소등
보요소는 선형탄성모델, 봉요소, 스프링요소에 대해서 선형탄성모델과 Bi-Linear모델을, 조인트요소 에 대해서 선형탄성모델과
Mohr-Coulomb방식을 적용할 수가 있습니다.
| 모델종류 |
구성모델 |
대응 |
비고 |
| 보요소의 M-φ |
(1)선형탄성모델 |
○ |
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| (2)Bi-Linear모델 |
× |
|
| (3)Tri-Linear모델 |
× |
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| 봉요소 |
(1)선형탄성모델 |
○ |
|
| (2)Bi-Linear모델 |
○ |
|
| (3)Tri-Linear모델 |
× |
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| 스프링요소 |
(1)선형탄성모델 |
○ |
스프링지점포함 |
| (2)Bi-Linear모델 |
○ |
스프링지점포함 |
| (3)Tri-Linear모델 |
× |
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| 조인트요소 |
(1)선형탄성모델 |
○ |
|
| (2)Morh-Coulomb방식 |
○ |
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■하중
아래의 하중을 고려할 수가 있습니다.
・ 집중하중
절점집중하중(2차원/축대칭)
・ 등분포하중, 분포하중
선형분포하중(2차원/축대칭)
・ 체적하중(자중)
연직가속도(2차원/축대칭)
・ 지진하중
수평응답가속도(2차원)
연직응답가속도(2차원)
・ 절점수압(2차원/축대칭)
GeoFEAS2는, 모든 응력 해석(지반의 투수현상을 고려하지 않는 해석)을 하는 프로그램이지만, 수압을 절점하중으로 고려함으로서
수압의 변화가 지반에 미치는 영향을 검토할 수가 있습니다.
■포스트processor (후처리)
processor (해석부)]의 출력결과를 처리합니다. 결과도나 수값의 출력/확인을 합니다.
본 프로그램에서는, 주로 아래의 출력을 할 수가 있습니다.
・ 모델도
・ 변형도
・ 벡터도
・ Conta도
・ 분포도
・ 수값출력
■UC-1 흙막이공의 설계(별매)와의 연계
흙막이공의 설계에서는, 탄소성 해석 결과에서 얻어진 흙막이벽 변위를, 지반만을 모델화 한 FEM해석 모델에 강제 변위로써 부여하고, 굴착 저면에는,
필요에 따라서 연직 방향의 굴착해방력(토괴압)을 작용시키는 [강제 변위법]에서 주변 지반의 영향 검토를 하는 것이 가능합니다.
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| ▲흙막이공 탄소성 결과 |
▲흙막이공 FEM
(강제 변위법 입력 화면) |
▲흙막이공 FEM
(강제 변위법 콘타도) |
■적용범위
본 프로그램은, 주로 아래의 검토에 사용할 수가 있습니다.
・ 지반의 응력/변형해석
・ 비탈안정해석
・ 흙막이 굴착해석
・ 실드터널굴착시의 주변지반 영향해석
・ NATM공법에 있어서 터널시공 검토해석
・ 수압의 변동이 지반에 미치는 영향의 검토
・ 지반과 구조물의 상호작용의 검토
・ 응답진도법
■참고문헌
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Potts, D., Axelsson, K., Grande, L., Schweiger, H. and Long M. : Guidelines
for the use of advanced numerical analysis, Thomas Telford, 2002 |
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가시마 건설토목설계본부편:신/토목설계의 요점(5), 터널, 가시마 출판회, 2003 |
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다나카 츄지,우카이 케이조,카와무라 마코토,사카우에 신이치,오오츠 히로야스:지반의 3차원 탄소성 유한요소법, 마루젠,1996. |
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Zienkiewicz, O.C., Chan, A.H.C., Pastor, M., Schrefler, B.A. and Shiomi,
S.: Computational Geomechanics with Special Reference to Earthquake Engineering,
JOHN WILEY & SONS, 1999. |
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고토 마나부 :실천유한요소법, 대변형탄소성해석, 코로나사, 1995 |
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O. C. 췌키뷔츠, 로버트/L.테일러, 야가와 겐키 번역 :매트릭스와 유한요소법[개정신판], 과학기술출판, 1996 |
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