高性能三維巖土工程有限元分析軟件

高性能三維巖土工程有限元分析軟件GeoFEA北京偉思德克科技有限責(zé)任公司1.

GeoFEA

簡介巖土工程有限元分析軟件

GeoFEA適用于專業(yè)工程師、設(shè)計(jì)人員、研究人員(包括碩士、博士研究生)和專家學(xué)者，可用于模擬地基改善，基礎(chǔ)工程，隧道和基坑開挖等領(lǐng)域。GeoFEA可用于巖土工程中的變形，內(nèi)力，穩(wěn)定和孔隙水壓力的二維、軸對(duì)稱、三維有限元分析。GeoFEA

提供了大量可供選擇的有限單元，土的模型和直接、迭代求解器，并可按用戶需要提供各類程序接口。GeoFEA在開發(fā)過程中得到了

(CambridgeUniversity)

和

(NationalUniversityofSingapore)

的技術(shù)支持。1.1GeoFEA的工程應(yīng)用領(lǐng)域樁基礎(chǔ)

(Pilefoundation)結(jié)合擋土系統(tǒng)的深基坑開挖

(Deepexcavation)實(shí)驗(yàn)室建模(Laboratorytest)隧道開挖、平行或者交錯(cuò)隧道的相互作用(Tunneling)層土中的剛性和柔性基礎(chǔ)

(Rigidandflexiblefoundation)筑堤(Embankment)英國劍橋大學(xué)新加坡國立大學(xué)1.2GeoFEA的特點(diǎn)可用于二維，軸對(duì)稱和三維

有限元分析可用于排水，不排水和耦合固結(jié)分析可處理多層土、多種加載、分階段開挖、地下水位和孔隙水壓變化等

復(fù)雜條件可計(jì)算分階段開挖中的瞬時(shí)沉降可計(jì)算施工階段中擋土墻的穩(wěn)定、變形和內(nèi)力多種可供選擇的土模型，可使用高級(jí)土模型來適應(yīng)原始加載狀態(tài)和加載

卸載狀態(tài)的土體剛度，并提供用戶土模型接口多種可供選擇的直接和子空間迭代求解器多種可供選擇的二維、三維高次單元能夠處理幾何和材料非線性結(jié)合了Newton-Raphson法和子步應(yīng)力點(diǎn)算法(substeppingstress

point

algorithm)1.3GeoFEA的友好用戶界面菜單欄幾何形狀工具選擇工具編輯定義工具顯示工具坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)球縮放尺點(diǎn)坐標(biāo)顯示編輯區(qū)模型圖層GeoFEA的建模過程：前處理、模擬施工序列和后處理2.

GeoFEA

強(qiáng)大三維網(wǎng)格生成功能3.

GeoFEA

的各類單元3.1GeoFEA的二維單元庫線性應(yīng)變桿和梁單元

(LinearStrainBarandBeamElements)u2v2u1v1u3v3u2v2u1v1u3v3132線性應(yīng)變接觸面單元

(LinearStrainSlip(Interface)Element)t<<LL二維(2D)三角形和四邊形單元三角形6結(jié)點(diǎn)位移單元二次位移線性應(yīng)變?nèi)切?5結(jié)點(diǎn)位移單元四次位移三次應(yīng)變?nèi)切?結(jié)點(diǎn)耦合固結(jié)單元二次位移線性應(yīng)變線性超靜孔隙水壓力三角形22結(jié)點(diǎn)耦合固結(jié)單元四次位移三次應(yīng)變?nèi)纬o孔隙水壓力四邊形位移單元二次位移線性應(yīng)變四邊形八結(jié)點(diǎn)耦合固結(jié)單元二次位移線性應(yīng)變線性超靜孔隙水壓力三維(3D)單元三維線性應(yīng)變梁單元u2v2u1v1u3v31x,1y,1z

w1w3w22x,2y,2z

3x,3y,3z

四面體10結(jié)點(diǎn)位移單元二次位移線性應(yīng)變四面體10結(jié)點(diǎn)固結(jié)單元二次位移線性應(yīng)變線性超靜孔隙水壓力六面體20結(jié)點(diǎn)位移單元二次位移線性應(yīng)變六面體20結(jié)點(diǎn)位移單元二次位移線性應(yīng)變4.

GeoFEA

的材料模型線彈性模型(Linearelastic)隨深度線性變化的線彈性模型(LinearvariationwithDepth)劍橋模型(Cam-Clay)修正劍橋模型(modified

Cam-Clay)

具有相關(guān)塑性流的理想彈塑性模型(Elasticperfectlyplasticmodelwith

associatedplasticflowrule)

von-Mises

模型

Tresca模型

外切Drucker-Prager模型

摩爾-庫侖(Mohr-Coulomb)模型

內(nèi)切Drucker-Prager模型

具有非相關(guān)塑性流的理想彈塑性模型(Elasticperfectlyplasticmodel

withnon-associatedplasticflowrule)

外切Drucker-Prager模型

摩爾-庫侖(Mohr-Coulomb)模型

內(nèi)切Drucker-Prager模型Schofield模型

用戶模型接口雙曲線劍橋模型

(HyperbolicCam-Clay)

GeoFEA的用戶材料（土）模型接口（1）用戶可以自己提供Fortran源代碼或DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫文件（2）我們也可以按用戶的要求為用戶編制材料模型

用戶材料（土）模型接口程序

umod.f90或umod.dll可選子程序

UINIVAR

用來設(shè)置初始應(yīng)力，只用于臨界狀態(tài)土模型可選子程序

UPSTSPAR

用來進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)

變等變量

的更新必選子程序UDMAT

用來定義應(yīng)力-應(yīng)變矩陣5.

GeoFEA

的線性求解器(自動(dòng)選取AutoSelectOption)Frontal直接求解器

對(duì)稱Frontal直接求解器

非對(duì)稱Frontal直接求解器Krylov子空間迭代求解器

對(duì)稱迭代求解器非對(duì)稱對(duì)稱迭代求解器單元接單元預(yù)處理共軛梯度法

-

EBEPCG

單元接單元或稀疏對(duì)稱準(zhǔn)最小殘余法

-

EBE(Sparse)

SQMR

預(yù)處理技術(shù)：修正雅克比(ModifiedJacobi)，廣義雅克比(GeneralizedJacobi)和修正對(duì)稱連續(xù)超松弛(ModifiedSSOR)預(yù)處理單元接單元穩(wěn)定雙共軛梯度法-EBEBiCGSTAB單元接單元重啟廣義最小殘余法-EBEGMRES(m)

預(yù)處理技術(shù)：廣義雅克比(GeneralizedJacobi)Krylov子空間迭代求解器求解大規(guī)模三維有限元問題簡單三維柔性基礎(chǔ)問題8000個(gè)六面體固結(jié)單元自由度總數(shù)>100,000矢量圖示Vectorplot等值線圖示Contourplot等值剖面Contourplanes等值面圖示Iso-surfaces網(wǎng)格變形Deformedmesh6.

GeoFEA

強(qiáng)大后處理功能7.

GeoFEA

工程應(yīng)用廣泛