Geomechanics Module

地質工学におけるジオメカニクス材料モデル

Geomechanics Module

水平応力、変形、塑性域は、土砂の掘削のモデルの結果を表示しています。Drucker-Prager塑性モデルがこのシミュレーションで用いられています。

地質工学的応用の妥当性のシミュレーション

Structural Mechanics Moduleをジオメカニクスモジュールと組み合わせれば、トンネル、掘削、スロープの安定性、擁壁構造物など、地質工学的適用の妥当性について分析することができます。このモジュールには、いくつかの非線形地質工学材料モデルを利用することによって、変形、塑性、クリープ、土砂や石の損傷、杭や補助物など人工構造物との相互作用などを調べるための個々に適した物理特性インタフェースが内包されています。

さまざまな用途のためのジオメカニクス材料モジュールの多様性

ジオメカニクスモジュールはミーゼスおよびトレスカ基準によって金属の塑性を特徴づける標準的な非線形材料モジュールを備えています。さらに、ジオメカニクスモジュールには固体力学をモデル化する物理特性インタフェースに組み込まれた、土砂、コンクリート、石の非線形材料モデルがあります。

土砂 石およびコンクリート
Cam-Clay William-Warnke
Drucker-Prager Bresler-Pister
Mohr-Coulomb Ottosen
Matsuoka-Nakai Hoek-Brown
Lade-Duncan  

事例紹介

  • 盛り土は道路の補強に利用されます。表示されているのは円柱の中の応力および周辺環境(背景境界面プロット)の変位です。 盛り土は道路の補強に利用されます。表示されているのは円柱の中の応力および周辺環境(背景境界面プロット)の変位です。
  • 張力による破壊の力は、コンクリート梁から、それをスチールで補強した鉄筋まで伝わります。表示されているのは、コンクリート中のミーゼス応力および鉄筋の中の軸方向応力です。 張力による破壊の力は、コンクリート梁から、それをスチールで補強した鉄筋まで伝わります。表示されているのは、コンクリート中のミーゼス応力および鉄筋の中の軸方向応力です。
  • 張力カットオフ基準が設定されている場所での大きな歪み塑性変形 張力カットオフ基準が設定されている場所での大きな歪み塑性変形

所定の組み込まれた塑性モデルに加えて、ユーザー定義による降伏関数を作ることができます。これらの関数は、直接ジオメカニクスモジュールの物理特性インタフェースを操作することでも、COMSOL Multiphysicsに含まれている多用途の方程式を定義する物理特性インタフェースによっても、直接作ることができます。インタフェースの中の適当な編集フィールドに構成方程式を入力するだけでよいので、ユーザーがサブルーチンを作成する必要はありません。これらの方程式には、フィールド変数、応力および歪みの不変量、導入量などの数式があります。材料モデルが、温度場または水圧のような他の変数に依存する場合、このモデルをそれぞれの材料の定義に直接組み込むことができます。このようにジオメカニクスモジュールで提供される材料モデルはより一般的な材料へと適用され、拡張されます。

ジオメカニクスモジュールは、COMSOLの他の製品モジュールからの分析や、それを特徴づける変数と簡単に統合することができます。これには、特に、subsurface Flow Moduleで扱われている多孔質媒体の流れ、多孔質弾性、溶質移動を特徴づける物理特性インタフェースが含まれています。

Deep Excavation

Tunnel Excavation

Concrete Beam with Reinforcement Bars

Flexible and Smooth Strip Footing on a Stratum of Clay

Block Verification

Triaxial Test

Isotropic Compression Using Cam-Clay Model