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UC-1 Series Geotechnical Analysis

 
UC-1  地基動態的有效應力解析(UWLC) (英文版)

包含初期應力解析、全應力法的動態解析、有效應力法的動態解析
(液狀化解析)程序。

Windows NT/2000/XP対応

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  程序概要
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此程序是使用有限要素法(FEM)進行地基動態變形解析的程序。
基於有效應力而建立的彈塑性理論的方法,考慮到地震時發生過剩間隙水壓、剛性的降低等,可以利用時間關系圖計算地基變形。解析對象可以適用於土構造物(堤 壩、填土)地震時穩定性的研究、地層中構造物浮起的研究、地基和構造物的動態相互作用的研究等。並附有液狀化參數確定功能程序。對應CAD輸入方法可以簡 單地制作FEM模型,也能對應讀取SXF文件。
本產品是由本公司與「群馬大學・鵜飼研究室」組成的共同開發體制設計完成的。產品的解析部分是利用具有高度解析理論及豐富實踐經驗的「群馬大學・鵜飼研究 室」的地基解析程序,以及本公司開發的後處理(Pre-post)程序。
 程序 的功能和特長
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  解析的特長
  1. 實施要素模擬試驗時,可以設定液狀化參數。
  2. 進行1維及2維的解析。
  3. 可以進行全應力法的動態解析和有效應力法的動態解析(液狀化解析)。
  4. 可以混合使用全應力法適用要素(不考慮水壓)和有效應力法適用要素(考慮水壓)。
  5. 考慮地基透水現象的土/水關聯動態解析。
  6. 能適用豐富的地基構成模型(8種),並能自由混合。
  7. 采用收斂計算高速化法的LINE SEARCH、BFGS。
  8. 通過自動調整動態解析時間進程,實現解析的穩定化。

適用範圍
本程序主要能適用於以下研究
  1.  用全應力法研究地基和構造物的動態相互作用。
  2. 液狀化的土構造物(例如:河川堤壩)在地震時的穩定性研究。
  3. 液狀化地基內構造物浮起的研究。
  4. 液狀化對策工程的研究。
  5. 離心振動實驗和大型振動臺實驗等模擬實驗
  6. 依據1維地震應答解析,詳細判斷液狀化。
另外,作為液狀化對策工程可以研究:構造物的建築工法/凝固工法/壓實沙樁工法/過剩間隙水壓消除工法等。

解析理論

1.要素庫
  1. 平面應變要素
    可以定義3節點3角形要素、6節點3角形要素、4節點4角形要素、8節點4角形要素等4種。


  2. 梁要素
    可以定義初步梁要素

  3. 軸方向彈性要素
    用2個節點定義

  4. 剪切彈性要素
    用2個節點定義

  5. 節點集中的質量要素
    對1個節點定義
  6. 緩沖要素
    用2個節點定義。指定軸方向和剪切方向的衰減


2.構成模型
  1. 平面應變要素模型
    • 線形彈性模型
    • 積層彈性模型
    • 彈性・完全塑性模型(MC-DP模型) 
    • 修正Ramberg-Osgood模型(RO模型)
    • 修正Hardin-Drnevich模型(HD模型)
    • 鵜飼・若井模型(UW-Clay模型) 
    • 砂石Pastor-Zienkiewicz模型(PZ-Sand模型) 
    • 粘土Pastor-Zienkiewicz模型(PZ-Clay模型)
  2. 梁要素模型
    梁要素的復原力特性可以適用線形彈性模型或雙線性模型。
  3. 彈性要素模型
    軸方向及剪切彈性要素的復原力特性能適用線形彈性模型或雙線性模型。並且本產品的軸方向及剪切彈性要素可以定義彈性兩端節點上的節點集中質量。

3.質量基質和衰減基質
  1. 集中基質和堅實基質
    本程序作為質量基質以及衰減基質程序,可以分別選擇應用於集中基質或堅實基質。
    • 質量基質・・・集中質量基質或堅實質量基質
    • 衰減基質・・・集中衰減基質或堅實衰減基質
    但是,考慮Rayleigh粘性衰減時,必須用於堅實衰減基質。
  2. Rayleigh衰減
    能量衰減除滯後衰減外,還有粘性衰減和逸散衰減。在本程序中,可以考慮到作為系統粘性衰減的Rayleigh衰減。

4.運動方程式和聯立方程式
  1. 運動方程式的離散化和積分法
    • 陽解法・・・前進差分法
    • 陰解法・・・Newmark-β法/HHT-α法/WBZ-α法/Generalized-α法
  2. 聯立方程式的解法
    本程序根據空中輪廓法,記憶全部剛性基質。作為聯立方程式的解法采用高斯消去法的變形LDLT分解法。

解析結果表示功能
模型圖、變形圖、時間關系圖、復原力特性圖、響應頻譜圖、傅立葉頻譜圖、輪廓圖、斷面力圖、主應力/主應變圖,並且對應動畫顯示。 
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