通过FEM进行岩土的弹塑性分析与渗透流分析的综合产品
GeoFEAS VGFlow
初版发布：2016.06.09
- GeoFEAS VGFlow
- OPEN
- 渗透流分析限定版
- OPEN
- 弹塑性岩土分析限定版
- OPEN
程序概要
该工具是可以用FEM来对岩土进行弹塑性分析（以下均称为GeoFEAS）与と稳定/不稳定、饱和-非饱和的渗透流分析（以下均称为VGFlow）的岩土数值分析程序。
本产品通过将GeoFEAS与VGFlow置于同一个构架中运行来共享形状数据和网格数据。虽然以前的个别产品可以在各种各样的平台上制作数据模型，但是通过共享形状数据与网格数据可以大大减少所需的工作量。
本产品的分析部分是由群马大学理工学研究科环境创造学岩土工学研究室的岩土分析程序与本公司担任开发的Pre-post部分组成。
※本产品虽然是一个综合性产品，但是也可以独立使用。
▲形状与网格共享
▲变形图
▲向量图
程序的功能与特点
-
制作模型形状
-
制作交叉
立体与立体、立体与面、面与面、面与线，线与线等任意项目都可以制作出交叉面。通过这项功能，即使许多土木工程结构错综复杂地相交，也可以产生交叉面。
分组
3D比2D的项目数的量很大，因此很难进行模型的编辑。由此，通过将拥有同一物理特性值的复数的项目进行分组，将一个组的项目一起选择后，可以进行材料常数的分配。
项目的显示/非显示与限制的选择
在复杂的3D模型中可单独显示想要操作的项目并且通过限制选择的功能还可以进行构件、面、立体等项目的单独选择。
导入LandXML形式的地形数据
本程序可导入LandXML形式的土地表面与地层边界的点群3D坐标数据以及相关信息。这使得复杂的地形信息不用手动输入就可以自动生成。也可以基于地形信息对要设计的结构进行建模。。
▲用LandXML文件制作的地形效果图
▲项目的显示/非显示以及选择的效果图
对于只能进行复杂的地形与隧道交叉模型的3D模型的对象来说，可以根据实际情况立即建模。
-
网格分割
-
该程序的网格分割实行的是半自动化。首先立体的块的线段等根据间隔及比率进行分割，进而设定分割数。再以线段的分割数为基础、将一个平面分割为三角形、长方形，将一个立体分割为长方体、五面体或六面体。即使是分割数有所改变，也可以很容易地重新进行模型的网格分割。
-
单元库
-
岩土的建模使用的是立体单元。该产品具有长方体，五面体和六面体单元。
▲立体单元（长方体・5面体・6面体）
-
后置处理程序
-
▲轮廓图、轮廓图平面的切断等的图示
关于GeoFEAS
GeoFEAS是Geotechnical Finite element Elastoplastic Analysis Software 3D的略称、指的是在静止的条件下进行岩体应力~变形分析的3D弹塑性岩土分析程序。在杭基础分析、土方挖掘分析、盾构法隧道问题甚至是边坡稳定性分析等等与岩土有很大关系的领域实施弹塑性分型的时候能够使其发挥威力的通用FEM产品。
-
适用范围
-
- 岩体应力与变形分析
- 边坡稳定性分析
- 土方挖掘分析
- 盾构法隧道挖掘时的周边地质变化分析
- 隧道施工中NATM施工法的检查
- 水压的变化对地质的影响检查
- 岩土与结构物物的相互作用检查
- 响应地震强度分级法
-
功能与特点
-
阶段分析
本产品可以实施阶段分析（施工阶段分析）。随着阶段变化，可以变更材料常数与边界条件，也可以设置挖掘时的应力释放率。
剪切强度降低法
随着分析阶段的变化通过剪切强度降低法可以计算整体安全系数也可以估算滑移面。该方法适用于全部3种弹塑性模型与完全塑性模型。
局部安全系数
通过不同积分点可以计算出局部安全系数。
分析功能的结合使用
通过阶段分析与剪切强度降低法的分析功能的结合使用，可以对挖掘、填土、边坡稳定性、支撑力问题等与岩土相关的广泛问题同时进行变形分析与稳定度分析。
构成原则的混合
可以对不同材料进行构成原则的设定。
分析类型
静态全应力分析
荷载条件
虽然是实行全应力分析（不考虑岩土透水现象的分析）的程序，但是、也可通过把水压作为节点荷载来检查水压变化对岩土的影响。
类型上支持对节点集中载荷，均匀分布载荷，分布载荷，体积载荷（自重，静态地震载荷）的检查。
单元 构成模型 对应 集中荷载 节点集中荷载 ○ 分布荷载 线性分布荷载、面分布荷载 ○ 自重 水平加速度、垂直加速度 ○ 分布荷载 深度方向上恒定的水平荷载、深度方向上恒定的垂直荷载 ○ 深度方向上分布的水平震度、深度方向上分布的垂直震度 × 水圧 节点水压 ○
边界条件
单点约束（水平滚轴、垂直滚轴、固定、牵引)和多点约束（MPC、枢)可以进行强制位移。对应考虑了施工阶段的阶段分析，各个阶段均可变更材料常数与边界条件等。
构成原则
弹塑性岩土分析是分析岩体应力与变形弾塑性的最基本的手法。但是、由于正确设置分析模型，定义单元和应用程序配置模型很重要，所以要求分析程序需要有多种多样的功能。
特别是、本程序充实了岩土构成的模型，使用了从最简单的弹性模型到可以表示地面弹塑性行为的弹塑性模型等3种构成原则，再加上弹性模型中也可以实行No-Tension分析，一共支持15种构成原则。以及通过阶段分析与剪切强度降低法的分析功能的结合使用，可以对挖掘、填土、边坡稳定性、支撑力问题等与岩土相关的广泛问题同时进行变形分析与稳定度分析。
模型种类 构成模型 备考 弹性模型 （1）线性弹性模型 等方性 （2）叠层弹性模型 正交各向异性 非线性弹性模型 （3）破坏接近度法 电中研方式 非线性模型 （4）Hardin-Drnevich模型 （5）Ramberg-Osgood模型 （6）鹈饲-若井模型（UW-Clay） 弹塑性与完全塑性模型 （7）Morh-Coulomb方法 相关流原则，非相关流原则 （8）Drucker-Prager方法 相关流原则，非相关流原则 （9）Morh-Coulomb／Drucker-Prager方法 非相关流原则 弹塑性模型 （10）Pastor-Zienkiewicz砂土模型 （11）Pastor-Zienkiewicz粘土模型 No-Tension模型 （12）线性塑性模型 （13）叠层弹性模型
梁单元适用于线性弹性模型，杆单元、弹簧单元的线性弹性模型与双线性模型以及、联合单元的线性弹性模型与Mohr-Coulomb方法。
输出项目
结果类型 结果 轮廓图 位移 应力 张力 最大剪切力强度 最大剪切应变增量 压应力 拉应力 局部安全系数 整体安全系数（仅限SSR分析） 张量 立体单元应力 立体单元张力 板单元的截面力 板单元的弯矩
关于VGFlow
是通过有限元法（FEM）进行饱和-非饱和渗透流分析的程序。
通过该程序能够很容易构建复杂的3D地形边界形状模型。进行网格分割的时候，通过设置单元类型与单元顺序等可以实行常规网格功能、自动网格功能、汇报等。
分析类型上可以进行稳定和不稳定的分析。在对应各个边界条件的非饱和渗透特性上、可以通过典型的经验公式——van-Genuchten模型进行计算、也可进行退水曲线值等测试值的计算，并可以在国内典型的岩土上将已识别的参数内置。输出方面，该程序可以输出并检验轮廓图、等值面图，矢量图等。
-
适用范围
-
- 检验降雨对已修订的土方指导方针的道路填土的作用
- 广域流域的降雨与涌水等的地下水影响分析
- 对在河堤的堤防内部的渗透面与水压分布的分析
- 填坝体的设计计算以及储水池周边山地的渗透的把握
- 对于帷幕灌浆等的基础处理中的透水性问题的把握
- 水库堤防与防灾整治水库堤防的设计计算
- 对于土方挖掘时的管道及岩土的把握
- 承压地下水的影响分析
- 对滑坡带的动压分布状况的把握以及水库问题的检查
- 对于伴随河流截断工程等的施工产生的渗透流动变化问题的检查
-
功能与特长
-
- 已知水头边界
- 已知流量边界
- 浸出边界
- 无浸出边界
- 电源
- 水位波动边界
- 降雨边界
- 通过van Genuchten的函数模型识别
- 将体积含水量θ〜吸力ψ的关系以及、体积含水量θ～相对渗透系数Kr的关系进行表格输入
分析类别
稳定分析，不稳定分析
解析モデル
3D问题
边界条件
可以定义以下6种边界条件。其中可同时设定水位波动边界与降雨边界。
非饱和渗透特性
非饱和渗透特性的输入法有以下两种。
包含材料参数库
该程序包含十种土壤的默认值和河堤结构研究指南（日本国土技术研究中心）的非饱和渗透特性数据库。
▲河堤结构研究指南 非饱和渗透特性数据库
输出项目
结果类型 结果 轮廓图 压力水头 潜在性 孔隙水压力 饱和度 体积含水率 水力梯度 流速矢量 张量 流速矢量
-
岩土分析系列的CIM功能强化
-
岩土分析系列的各种产品可以通过CIM（Construction Information Modeling）功能进一步强化，也支持与地形数据或者UC-1的各种岩土相关产品进行流畅的数据连结。
使用了地形数据*.GF1的数据连结 弹塑性岩土分析（GeoFEAS）2D Ver.4
与柔性结构排水沟设计 的位移量的连结
通过将【弹塑性岩土分析(GeoFEAS2D)】中分析的岩土变形分析结果（沉降/水平位移分布）导入【柔性结构排水沟的设计】，可以检验箱体垂直方向的2级抗震性。
设计挡土墙工程 时可以通过只用周边地面影响分析岩土进行建模，将壁位移作为强制位移计算出岩土变形岩土的动态有效应力分析（UWLC）Ver.2
与边坡稳定性计算 的加速度的连结
要想30m上的高填土纽马克法能够适用，需要将滑移土块作为相应加速度波形进行地震动输入。通过将【岩土的动态有效应力分析（UWLC）】与【边坡稳定性计算】的数据进行连结、可以实现从UWLC的2DFEM地震响应分析到使用响应加速度波形对所需滑坡土质量进行Newmark方法分析等各种分析。并且也可以进行高填土与大规模填土的稳定度计算高填土・大規模填土的2级地震动稳定性计算。
2D渗透流分析（VGFlow2D）Ver.3
与GeoFEAS2D 的水位线的连结
与UWLC 的水位的连结
与边坡稳定性计算 的水位线与势线的连结
通过连结文件（*.PRS【水位线】、*.PTN【等势线】）、可以反映饱和/非饱和渗透流FEM分析结果。GeoFEAS VGFlow（渗透流分析限定版）
与LEM3D 的水位线的连结
通过将【GeoFEAS VGFlow（渗透流分析限定版）」的分析结果与其他公司的产品的分析结果作为标准文档放入【3D滑移边坡稳定性分析】中、可以生成滑坡分析所必要的地下水位，并可以由此进行3D边坡稳定性分析。
产品价格
-
本体价格
-
■本体价格
产品名
价格
GeoFEAS VGFlow OPEN GeoFEAS VGFlow (渗透流分析限定版) OPEN GeoFEAS VGFlow (弹塑性岩土分析限定版) OPEN 教育版价格
面向教职、研究人员和学生等教育相关用户提供更加优惠的教育版价格。
-
教育版价格
-
产品名 教育版价格 GeoFEAS VGFlow OPEN GeoFEAS VGFlow (渗透流分析限定版) OPEN GeoFEAS VGFlow (弹塑性岩土分析限定版弾塑性地盤解析限定版) OPEN 版本开发履历
-
版本开发履历
-
GeoFEAS VGFlow 版本 发布日期 主要升级内容 1.0.0 16/06/09 最新发布
操作环境
-
操作环境
-
OS Windows 8 / 10 CPU 使用x86架构的工作频率为1Ghz或更高的CPU 所需内存（包含OS） 推荐512MB以上 所需磁盘空间 必须有300 MB 以上空间
并且这仅为安装时的要求，计算时必须要有数GB以上空间。显卡（画面分辨率） 推荐1024×768以上
字体大小仅支持【小字体】。输入数据扩展名 Pre输入数据（GF3） 文件输出 Post结果数据(rsv4) 与其他产品的连结 ＜读取＞
LandXML地形数据文件
DXF文件
顶点坐标(XML形式)示例图片
▲导入LandXML地形数据的画面
▲隧道交叉部分
▲杭基础问题
▲隧道问题
▲检查路堤内部的渗透力
▲检查水库
▲应力向量图
▲变形图
▲位移图
▲边界条件
▲最大应变应力
▲切面轮廓图
▲势线图
▲孔隙水压力
▲流速矢量
▲向量图
▲材料特性的输入框
(渗透流分析)
▲等值面
▲等值面
▲饱和度
▲z方向水力梯度
▲报告输出（GeoFEAS）
▲报告输出（VGFlow）
LOADING
-
-
