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新製品紹介

●CESAR-LCPC (英語版) 地盤解析FEMソフトウェア

 CESAR-LCPCは、2次元解析および3次元解析に対応した地盤・構造物を対象とするFEM解析ソフトウェアです。
本製品は、フランスに本社を置くitech社及び仏中央土木研究所にて共同開発され、フランス国内をはじめ全世界で販売・サポートが行なわれています。
フォーラムエイトでは、2006年3月、同社の製品販売、サポートを開始しました。

 開発元 : itech社 http://www.itech-soft.com/english/indexGB.htm itechロゴ



●プログラム概要

 本製品は、地下構造物、地盤の変形解析、安定解析に威力を発揮し、モデル化に際しては高性能のメッシュ生成機能や多くの構成則、要素ライブラリーを豊富に備えたFEM解析ソフトウェアです。
施工ステップ解析、地盤と構造物の連成解析、地盤の安定性や沈下予測解析など様々な設計業務に適用することができ、多くの適用事例があります。

最先端のグラフィカルユーザインタフェース(2Dおよび3Dプレポスト環境)により解析対象を容易にモデル化します。
高性能メッシュ生成機能、容易な施工ステップ解析条件の設定、多くの構成則、独自の荷重設定機能により、設計者が必要とする複雑な地盤モデルにも対応可能です。

▲トンネルジャンクション解析モデル ▲円形掘削解析モデル



●モデル作成とメッシュ生成


 CADツールにより一般的な2次元モデルや複雑な3次元モデルを比較的簡単に作成することができます。
メッシュ生成機能としては、標準メッシュの生成、範囲指定、平行移動、対称移動、回転等によるメッシュ操作機能を有し、立体モデルの自動メッシュの生成、メッシュ生成のユーザー定義マクロの利用も可能です。トンネル掘削面の補強は棒要素によるモデル化で対応できます。
▲メッシュ生成の     ▲マクロ定義
  マクロ定義         によるメッシュ
●要素ライブラリー

 要素ライブラリーは、四面体、五面体、六面体等が可能。構造物要素としては、梁、トラス、板、シェル、バネ要素を用意。接着・すべり・摩擦に対応する境界要素、接触要素が可能。線形結合要素を用いた地盤と構造物の連成解析により、擁壁、トンネルライニング、アンカー、ボルト、ジオグリッド(補強材)等の設計が可能です。



●材料構成則

材料構成則としては、以下を考慮できます。
 地盤:Mohr-Coulomb、Drucker-Prager、修正Cam-clay、Vermeer、Hoek-Brown
 コンクリート:放物線基準、Willam-Warnke 
 鋼材:Von Mises




▲掘削モデル(立体[地盤]+シェル[壁]+
   梁[アンカー] )
●荷重

 荷重は、次の荷重種類を考慮できます。初期応力法、割線法、接線剛性法、直線探索法、自動ステッピング法等の高度な漸次的繰返し手法を利用できます。
 ・節点力
 ・等分布/任意分布荷重
 ・水圧
 ・長期作用力
 ・初期応力



●施工ステップ解析

 
施工ステップ解析時には、独自の荷重設定機能を有し、室内試験応力の自動初期値設定、要素の追加/削除、掘削面反力の自動生成、掘削解放率の設定、粘弾性や粘土膨潤に対する時間効果モデルの設定などの機能を有します。



●解析結果表示

 
解析結果表示は、ポスト部処理にて回転、ズーム、部分表示/非表示、透過率設定などの操作が可能です。
主な出力内容は、変形図、結果数値の表示・ファイル出力、コンタ図(任意断面、等値曲面)、反力・部材力(梁・シェル)のグラフ化、各種グラフ処理(荷重ステップに対する任意点の結果グラフ、モデルと交差する任意線上の結果グラフ)を表示可能です。

  
 ▲3Dトンネル−荷重設定             ▲トンネル応力状態コンタ図             ▲変位の等値曲面コンタ図




●サンプル画面



▲廃棄物処理場 ▲3Dトンネルモデル−変位コンターと変形



 
●C-TUNNEL (英語版) トンネル設計FEMソフトウェア

 本製品は左記のCESAR-LCPC解析部を利用した、トンネル設計に特化したFEM解析ソフトウェアです。
トンネル形状の入力から結果の報告書作成に至るまで多くの自動化がなされ、モデル配置やメッシュ生成過程、境界条件や荷重条件の設定といったFEM解析特有のモデリング作業を不要としています。
設計者は従来のFEM解析におけるデータ作成をほとんど意識せず、また、報告書作成にも時間を費やすことなく、設計業務をスピーディーに行なえます。

 開発元 : itech社 http://www.itech-soft.com/english/indexGB.htm itechロゴ


●簡易ウィザード

 モデル定義:(1)画面上からトンネル断面を選択し、形状パラメータを設定します。(2)地盤、補強土、ライニング、支保工、側圧係数などの材料プロパティーを入力します。(3)収束拘束法に基づく専用ツール(C-LAMBDA)にて決定、あるいは別途定めた応力解放率を入力します。

▲トンネル断面の選択 ▲形状パラメータの設定
▲自動メッシュ ▲収束拘束曲線の決定


●報告書作成

 以下の報告書をWordファイルとして自動作成します。
(1)応力と変位の図表(変位一覧表、ライニングと1次2次支保の応力一覧、反力一覧) 
(2)変形図、主応力図、塑性化の発生状況 
(3)垂直変位曲線、ライニングと支保の効果曲線

▲主応力図  ▲塑性化の発生状況

 
●地盤の動的有効応力解析 UWLC(英語版) 有限要素法(FEM)を用いた地盤の動的変形解析プログラム

【Dynamic effective stress analysis for ground(UWLC)】
 本製品は2004年4月にVer1.00.00(日本語版)を国内リリースして以来、設計者のみなさまにご使用いただいておりますが、この度、英語版がリリースされましたので、ここに紹介いたします。


●プログラム概要

 本プログラムは、有限要素法(FEM)を用いた地盤の動的変形解析プログラムです。
有効応力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・剛性の低下を考慮し、地盤の変形を時刻歴で計算可能としています。
解析対象は、土構造物(堤防・盛土)の地震時安定性の検討、地中構造物の浮上りの検討、地盤と構造物の動的相互作用の検討等に適用可能です。
FEMモデルの作成はCAD的な入力方法に対応し簡単に作成可能で、図面情報のSXFデータファイルからの読み込みにも対応しています。



●適用事例

(1)土構造物(例えば、河川堤防)の地震時安定性の検討、液状化時の検討。
(2)地盤と構造物の動的相互作用の検討。
(3)液状化対策工の検討(例えば、構造物による工法、固結工法、過剰間隙水圧消散工法などに対する検討。)
(4)液状化地盤内の構造物の浮上がり検討。
(5)振動実験に対する実験のシミュレーション。
(6)1次元地震応答解析による詳細液状化判定。



●ポスト部表示機能

モデル図、変形図、主応力・主ひずみ図/コンタ図(変位、応力、ひずみ、過剰間隙水圧)/断面力図/時刻歴図(変位、速度、加速度、応力、ひずみ、過剰間隙水圧、梁断面力)/復元力特性(τ−γ、M−φ)/応答スペクトル図(速度、加速度)、フーリエスペクトル図(加速度)/アニメーション(変形図、コンタ図)/数値出力(節点、要素、梁断面力)


▲メインウィンドウ

▲要素試験シミュレーション


▲地震波の入力 ▲解析結果−過剰間隙水圧図

UWL紹介文献 動的変形解析の概要と適用例(各種変形解析の方法)として紹介されています。
「高規格堤防盛土設計・施工マニュアル」 平成12年3月 (財)リバーフロント整備センター


■地盤の動的有効応力解析 UWLC(英語版) リリース日:2006年3月28日

(Up&Coming '06 春の号掲載)
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