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New Products & Service FEM
UC-1 エンジニア・スイート
FEM製品のスイート版。クラウド対応、CIM機能強化
●新規価格 製品構成

地盤FEM解析スイート 製品情報
今回は地盤FEM解析スイートについてご紹介致します。
 Geo Engineer's Studio(Lite) 製品情報
本製品は、静的な条件下での地盤の応力〜変形解析を行うプログラムとなります。利用可能な材料要素としては、線形弾性に限定されますが、主に斜面、土留め、トンネルなど地盤に関係する多くの分野において、汎用的なFEM解析が可能なソフトウェアとなっております。「プリプロセッサ(前処理)」、「プロセッサ(解析部)」、「ポストプロセッサ(後処理)」の3つの部分で構成され、「プリプロセッサ(前処理)」において、CADライクな操作でモデル作成が可能です。またSXF、DWG、DXFファイル形式のデータをインポートすることも可能です。材料設定や解析ステージを設定し、解析条件を入力ます。その後、「ポストプロセッサ(後処理)」にて解析結果の確認が可能です。

弊社「弾塑性地盤解析(GeoFEAS2D)」でのデータ作成をベースとしながらも、より高速な解析を実現しております。また「弾塑性地盤解析(GeoFEAS2D)」にて作成頂いたデータファイルから、モデル形状は「Geo Engineer's Studio(Lite)」でも取り込むことが可能となっております。

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図1 Geo Engineer's Studio(Lite) メイン画面
ポストプロセッサから、「モデル図」「変形図」「主応力・主ひずみ図」「コンター図」「断面力図」「各要素の数値出力」が可能です。図2は、土留め掘削解析を扱ったサンプルの解析結果となります。

左右非対称な地形における土留め工の検討を行っています。図2の応力状態を表したコンター図から橋脚鋼管杭基礎周辺における応力変化を確認できます。

弾性梁要素とした鋼管杭に作用する断面力を確認できます。図3は、曲げモーメントを確認した状態となります。

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図2 Geo Engineer's Studio(Lite) 応力状態 図3 Geo Engineer's Studio(Lite) 曲げモーメント図
 地盤の動的有効応力解析(UWLC) 製品情報
本製品は、有限要素法(FEM)を用いた地盤の2次元動的有効応力解析プログラムとなります。有効応力法に基づく弾塑性理論による方法地震時の過剰間隙水圧の発生及び剛性の低下を考慮し、地盤の変形を時刻歴で計算可能です。「地盤の動的有効応力解析(UWLC)」で得られた解析結果を「Geo Engineer's Studio(Lite)」及び「弾塑性地盤解析(GeoFEAS2D)」に設定することが可能です。

例えば図4のように、簡便な一次元の解析モデルを作成し入力地震波を設定します。その解析の結果得られた深さ方向に変化する応答加速度を、図5のように静的解析における解析条件として与えることが可能です。

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図4 地盤の動的有効応力解析(UWLC) 一次元モデルと入力地震波 図5 Geo Engineer's Studio(Lite)
   応答加速度の設定
 2次元浸透流解析(VGFlow2D) 製品情報
『2次元浸透流解析(VGFlow2D)』は、群馬大学と共同開発による解析ソルバーを備えた有限要素法(FEM)による飽和-不飽和浸透流解析プログラムです。Richards式を支配方程式とした厳密な飽和-不飽和浸透流解析であり、支配方程式の簡略化等を行わず全項を考慮し、適用範囲による制限はなく汎用的なご利用が可能です。道路盛土における降雨作用や広域流域における湧水分布、河川堤防に浸潤面・水圧分布の把握など幅広く適用いただけます。
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図6 2次元浸透流解析(VGFlow2D)  等ポテンシャル確認
 おわりに
弊社、FEMスイート製品を用いることで地盤や構造物の汎用的な照査にご利用いただけます。

今後、Geo Engineer's Studio(Lite)におきましては、使用可能な材料要素(バイリニア梁要素・棒要素)の拡充に対応を予定しております。またマルチステージの設定として地盤の塑性化状態や、「河川構造物の耐震性能照査指針・解説」に記載がある液状化解析にも対応して参ります。

(Up&Coming '19 新年号掲載)
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