高性能三维岩土工程有限元分析软件

•四面体10结点固结单元 •• 二次位移 •• 线性应变 •• 线性超静孔隙水压力
•六面体20结点位移单元 •• 二次位移 •• 线性应变
•六面体20结点位移单元
•• 二次位移
•• 线性应变
•
•4. GeoFEA 的材料模型
•• 线弹性模型 (Linear elastic)
•• 随深度线性变化的线弹性模型 (Linear variation with Depth)
• 剑桥模型 (Cam-Clay) • 修正剑桥模型 (modified Cam-Clay) • 双曲线剑桥模型 (Hyperbolic Cam-Clay) • Schofield模型 • 用户模型接口
•
• GeoFEA 的用户材料（土）模型接口
•（1） 用户可以自己提供Fortran源代码 或 DLL动 态链接库文件 •（2） 我们也可以按用户的要求为用户编制材料模型
高性能三维岩土工程有 限元分析软件
2020年8月1日星期六
•1. GeoFEA 简介
•岩土工程有限元分析软件 GeoFEA 适用于专业工程师、设计人员、研究人
员(包括硕士、博士研究生)和专家学者，可用于模拟地基改善，基础工程，
隧道和基坑开挖等领域。GeoFEA 可用于岩土工程中的变形，内力，稳定和
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•线性应变接触面单元 (Linear Strain Slip (Interface) Element)
•t << L •L
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•二维(2D)三角形和四边形单元
•三角形6结点 •位移单元 •• 二次位移 •• 线性应变
支持。
•1.1 GeoFEA的工程应用领域
•• 结合挡土系统的深基坑开挖 (Deep excavation) •• 层土中的刚性和柔性基础 (Rigid and flexible foundation) •• 桩基础 (Pile foundation) •• 隧道开挖、平行或者交错隧道的相互作用 (Tunneling) •• 筑堤 (Embankment) •• 实验室建模 (Laboratory test)
•三角形15结 点位移单元 •• 四次位移 •• 三次应变
•三角形6结点
•耦合固结单元 •• 二次位移 •• 线性应变 •• 线性超静孔 • 隙水压力
•三角形22结点
•耦合固结单元 •• 四次位移 •• 三次应变 •• 三次超静孔 • 隙水压力
•四边形
•四边形八结点
•位移单元
•耦合固结单元
•• 二次位
• 用户材料（土）模型接口程序 umod.f90 或 umod.dll •• 可选子程序 UINIVAR 用来设置初始应力 ， • 只用于临界状态土模型 •• 可选子程序 UPSTSPAR 用来进行应力、应 • 变等变量 的更新 •• 必选子程序 UDMAT 用来定义应力-应变矩阵
•
•5. GeoFEA 的线性求解器(自动选取 Auto Select Opti•o•n) Frontal直接求解器
• 对称Frontal直接求解器 • 非对称Frontal直接求解器
•• Krylov子空间迭代求解器
• 对称迭代求解器
•➢ 单元接单元预处理共轭梯度法 - EBE PCG
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•1.2 GeoFEA的特点
•• 可用于二维，轴对称和三维 有限元分析
•• 可用于排水，不排水和耦合固结分析 •• 可处理多层土、多种加载、分阶段开挖、地下水位和孔隙水压变化等 • 复杂条件 •• 可计算分阶段开挖中的瞬时沉降
•• 可计算施工阶段中挡土墙的稳定、变形和内力
•• 多种可供选择的土模型，可使用高பைடு நூலகம்土模型来适应原始加载状态和加载 • 卸载状态的土体刚度，并提供用户土模型接口 •• 多种可供选择的直接和子空间迭代求解器
孔隙水压力的二维、轴对称、三维有限元分析。GeoFEA 提供了大量可供选
择的有限单元，土的模型和直接、迭代求解器，并可按用户需要提供各类程
序接口。GeoFEA 在开发过程中得到了•英国剑桥大学 (Cambridge
Uni•v新er加si坡ty)国和立大学
(National University of Singapore) 的技术
•• 多种可供选择的二维、三维高次单元
•• 能够处理几何和材料非线性 •• 结合了Newton-Raphson 法和子步应力点算法(substepping stress • point algorithm)
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•1.3 GeoFEA的友好用户界面
•几何形 状工具
•选择工具
•编辑定义 工具
•显示工具
•菜单栏
•坐标旋转球
•缩放尺 •点坐标显 示编辑区
•模型图层
•GeoFEA 的建模过程：前处理、模拟施工序列 和后处理
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•2. GeoFEA 强大三维网格生成功能
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•3. GeoFEA 的各类单元
•3.1 GeoFEA的二维单元库
•线性应变杆和梁单元 (Linear Strain Bar and Beam Elements)
• 具有相关塑性流的理想弹塑性模型 (Elastic perfectly plastic model with
• associated plastic flow rule )
•➢ von-Mises 模型
•➢ Tresca 模型
•➢ 外切Drucker-Prager模型 •➢ 内切Drucker-Prager模型
•➢ 摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型
• 具有非相关塑性流的理想弹塑性模型 (Elastic perfectly plastic model
• with non-associated plastic flow rule ) •➢ 外切Drucker-Prager模型 •➢ 内切Drucker-Prager模型 •➢ 摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型
•• 二次位移
移
•• 线性应变
•• 线性应
•• 线性超静孔
变
• 隙水压力
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•三维(3D) 单元
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3y,
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•u •w3••2x, 2y, 3 2z
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•1x, 1y, 11z •
•三维线性应变梁单元
•四面体10结点位移单元 •• 二次位移 •• 线性应变