Geotechnical Finite element Elastoplastic Analysis Software 3Dの略で、静的な条件下での地盤の応力〜変形解析を行う3次元弾塑性地盤解析プログラムです。杭基礎解析、土留め掘削解析、シールドトンネル問題、さらには、斜面安定解析など地盤に関係する多くの分野において、弾塑性解析を実施する場合に、威力を発揮する汎用FEM製品です。
■適用範囲
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地盤の応力・変形解析 |
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NATM工法におけるトンネル施工検討解析 |
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斜面安定解析 |
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水圧の変動が地盤に及ぼす影響の検討 |
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土留め掘削解析 |
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地盤と構造物の相互作用の検討 |
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シールドトンネル掘削時の周辺地盤影響解析 |
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応答震度法 |
■機能および特長
ステージ解析
ステージ解析(施工ステップ解析)を実施することができます。ステージごとに、材料定数の変更、境界条件の変更、掘削時の応力解放率の設定が可能です。
せん断強度低減法
解析ステージごとにせん断強度低減法による全体安全率の算出とすべり面の推定を行うことができます。3種類の弾・完全塑性モデルに対して、せん断強度低減法を適用することができます。
局所安全率
積分点ごとに局所安全率を算出することができます。
解析機能の併用
ステージ解析とせん断強度低減法といった解析機能を併用することにより、掘削・盛土、斜面安定、支持力問題など地盤に関係する幅広い問題に変形解析と安定解析を同時に実行することができます。
構成則の混在
材料ごとに構成則を与えることができます。
解析種別
静的全応力解析
荷重条件
全応力解析(地盤の透水現象を考慮しない解析)を行うプログラムですが、水圧を節点荷重として考慮することにより水圧の変化が地盤に及ぼす影響を検討することができます。
種別としまして、節点集中荷重、等分布荷重、分布荷重、体積荷重(自重、静的地震荷重)を考慮することができます。
要素 |
構成モデル |
対応 |
集中荷重 |
節点集中荷重 |
○ |
分布荷重 |
線形分布荷重、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
単点拘束(水平ローラ、鉛直ローラ、固定、ピン)、多点拘束(MPC、ヒンジ)、強制変位を用意しています。施工ステップを勘案したステージ解析に対応しており、ステージごとに、材料定数の変更、境界条件の変更などの設定が可能です。
構成則
弾塑性地盤解析は地盤の応力・変形挙動を検討する上で最も基本となる手法ですが、解析モデル、要素定義や適用構成モデルを適切に設定することが重要となるため、解析プログラムに多種多様な機能が要求されると考えられます。
特に、土の構成モデルの充実を図り、最も簡単な弾性モデルから、地盤の弾塑性挙動を表現できる弾塑性モデルまで、13種類の構成モデルを用意し、弾性モデルについては、No-Tension解析ができ、全15種類に対応しています。また、ステージ解析とせん断強度低減法といった解析機能を併用することにより、掘削・盛土、斜面安定、支持力問題など地盤に関係する幅広い問題に変形解析と安定解析を同時に実行することができます。
モデル種類 |
構成モデル |
備考 |
弾性モデル |
(1)線形弾性モデル |
等方性 |
(2)積層弾性モデル |
直交異方性 |
非線形弾性モデル |
(3)Duncan方式1 |
ポアソン比を定数 |
(4)Duncan方式2 |
体積係数を定義 |
(5)破壊接近度法 |
電中研方式 |
非線形モデル |
(6)Hardin-Drnevichモデル |
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(7)Ramberg-Osgoodモデル |
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(8)鵜飼・若井モデル(UW-Clay) |
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弾・完全塑性モデル |
(9)Morh-Coulomb方式 |
関連流れ則、非関連流れ則 |
(10)Drucker-Prager方式 |
関連流れ則、非関連流れ則 |
(11)Morh-Coulomb/Drucker-Prager方式 |
非関連流れ則 |
弾塑性モデル |
(12)Pastor-Zienkiewicz砂モデル |
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(13)Pastor-Zienkiewicz粘土モデル |
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No-Tensionモデル |
(14)線形弾性モデル |
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(15)積層弾性モデル |
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梁要素は線形弾性モデル、棒要素、バネ要素に対して線形弾性モデルとバイリニアモデルを、ジョイント要素に対して線形弾性モデルとMohr-Coulomb方式を適用することができます。
出力項目
結果種別 |
結果 |
コンタ図 |
変位 |
応力 |
ひずみ |
最大せん断応力 |
最大せん断ひずみ増分 |
圧縮応力 |
引張り応力 |
局部安全率 |
全体安全率(SSR解析のみ) |
テンソル |
ソリッド要素応力 |
ソリッド要素ひずみ |
板要素の断面力 |
板要素の曲げモーメント |
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