1 - Engineering－eye

Chapter 4
Analysis Example 1
2D応力変形解析
～山岳トンネルの解析例～
解析条件
プランニング
地層
名称
地層１
地層２
地層３
地層４
地層５
－覆工
－吹き付けコンクリート
－ロックボルト
E (kN/m2)
50000
70000
100000
300000
500000
25000000
25000000
200000000
ν
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.16
0.16
－
γ (kN/m3)
20.0
20.0
20.0
20.0
20.0
24.5
24.5
77.0
A (m2)
－
－
－
－
－
－
0.2
0.0000035
I (m4)
－
－
モデリング
－
－
－
－
条件設定
0.0006667
－
レポート
ポスト処理
解析実行
施工手順
Step1：自重
Step2：上半掘削
Step3：上半吹付け
Step4：上半ロックボルト
Step5：下半掘削
側面鉛直ローラー
Step6：下半吹付け
底面固定
Step7：下半ロックボルト
Step8：材質変更
Step9：覆工支保
Chapter 4
Page 2
モデリング
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
形状定義
DXF読込み
トンネルウィザード
必要に応じて補助線を記入
マップドメッシュ
オートメッシュ
メッシュ分割
Chapter 4
Page 3
分割数 or サイズを指定
メッシュサイズの規定
物性値の入力
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
Chapter 4
Page 4
施工手順の定義
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
Chapter 4
Page 5
解析コントロール
プランニング
レポート
モデリング
条件設定
Chapter 4
Page 6
ポスト処理
解析実行
出力例
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
コンター図
断面力図
Chapter 4
Page 7
コンター図＋変形図
アニメーション
Chapter 4
Analysis Example 2
3D浸透流解析／応力変形解析
～シールドトンネルの解析例～
解析モデル、条件
プランニング
レポート
新設トンネルの掘削が既設トン
ネルに与える影響を検討する
新設トンネル
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
掘削
浸透流解析の条件
トンネル交差部のみ細かいステップ
で逐次掘削解析を行う
新設トンネル上下流側の
側面を水位一定の条件と
し、定常解析を行う。
その後、得られた流量を
一定として、新設トンネル
を掘削する、非定常解析
を行う。
既設トンネル
応力変形解析の条件
底面を全固定、各側面の
法線方向を固定。
新設トンネルを掘削する。
Chapter 4
Page 9
モデリング
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
GDOによる地質モデル作成
地質モデルの読込み
節点数 15537
要素数 82881
メッシュ完成
構造物設置＆ブーリアン演算
（ソリッドモデリング）
Chapter 4
Page 10
施工手順の定義
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
掘削Step-2
掘削Step-1
現在の掘削ステップ
現在の掘削ステップ
浸透流解析の施工手順
１Step前の断面を止水
Chapter 4
Page 11
応力変形解析の施工手順
流入
●掘削時は掘削面を全面浸出条件とし、
１ステップ前の掘削面では止水とする。
セグメントを設置
施工手順の自動作成
プランニング
レポート
ステージ定義ウィザー
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
施工ステージに登録
するルールを設定
メッシュセット、境界条件セット、荷
重条件セットの名前を規則正しく整
列させることで、それらの組み合わ
せを自動的に作成できる
Chapter 4
Page 12
出力例－コンター図
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
圧力水頭コンター
Chapter 4
Page 13
カットモデル
出力例－パーティションプロット
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
Chapter 4
Page 14
Chapter 4
Analysis Example 3
2D動的解析
～護岸近傍の埋設トンネルの解析例～
Analysis Example3 の概要
■解析手順
プランニング
レポート
1. 初期応力解析（静的全応力）
施工段階を考慮
2. 動的解析（動的全応力）
入力波Ｔｙｐｅ1-Ⅰ-1
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
加速度 (gal)
自重
400
300
200
100
0
-100
-200
-300
-400
0
Chapter 4
Page 16
5
10
15
時間 (sec)
20
25
30
モデル緒元－地盤－
プランニング
地盤の物性値緒元
レポート
地層
土質
せん断波速度単位体積重量
Vs
γt
(m/sec)
(kN/m3)
沖積粘性土
260
17
まき砂
240
19
盛土
220
22
捨石1
340
18
捨石2
290
18
埋土
170
21
－
基盤
385
20
Chapter 4
Page 17
ポアソン比
νs
νd
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.49
0.49
0.49
0.45
0.45
0.49
0.49
初期せん断剛性
G0
G0i
(kN/m2) (kN/m2)
302500
117265
6886
102561
6620
108653
8590
154469
15447
212327
27411
61929
6193
γ0.5
修正Ｒ-Ｏモデルのパラメータ
γ0.5i
hmax
拘束圧依存
2.188E-3
8.318E-4 5.369E-5
5.129E-4
3.715E-4
3.715E-4
2.692E-4 2.692E-5
－
－
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
－
－
考慮
－
－
－
考慮
－
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
モデル緒元－トンネル－
構造物の物性値緒元
プランニング
レポート
部材
ポアソン比
ν
頂版
底版
右側壁
左側壁
中壁
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
ヤング率
E
(kN/m2)
2.500E+07
2.500E+07
2.500E+07
2.500E+07
2.500E+07
せん断剛性単位体積重量
Ｇ
γ
(kN/m2)
(kN/m3)
1.087E+07
24.5
1.087E+07
24.5
1.087E+07
24.5
1.087E+07
24.5
1.087E+07
24.5
減衰
h
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
断面積
Ａ
(m2)
2.00
2.00
1.50
1.50
1.00
断面2次モーメント
Ｉz_ stat
Ｉz_ dyna
(m4)
(m4)
0.66667
0.81091
0.66667
0.82084
0.28125
0.34254
0.28125
0.34254
0.08333
0.09909
非線形特性
タイプ
変動軸力
修正武田型
修正武田型
修正武田型
修正武田型
修正武田型
－
－
考慮
考慮
考慮
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
2500
2000
モーメント (kN・m)
1500
1000
500
0
3000 (kN)
2500 (kN)
2000 (kN)
1500 (kN)
1000 (kN)
500 (kN)
0 (kN)
13.0 m
13.0 m
2.0 m
8.0 m
-500
1.0m
1.5m
-1000
-1500
2.0 m
-2000
-2500
-0.010
-0.005
0.000
0.005
0.010
曲率 (1/m)
変動軸力Ｍ-φ特性（中壁）
Chapter 4
Page 18
モデル模式図
Ｍ-φの設定
プランニング
■データ構造
レポート
モデリング
非線形特性は属性から参照されます。
ポスト処理
条件設定
解析実行
Chapter 4
Page 19
解析ケース荷重セットの設定
1.
2.
3.
荷重セット
地震荷重コントロール
時刻歴荷重データ
プランニング
レポート
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
Chapter 4
Page 20
解析セット
①
②
プランニング
レポート
③
モデリング
④
ポスト処理
条件設定
解析実行
⑤
Drag & Drop
1. 解析ケース名
2. 解析種類選択
3. 出力セットの設定
4. 初期条件の設定
他の解析ケースから初期応力を選択
5. 解析モデルの設定
解析に用いる要素、境界条件、荷重を選択
Chapter 4
Page 21
ポスト処理
ポスト結果は全てワークツリー上に管理。（メニュー上でも抽出操作）
プランニング
レポート
モデリング
①
②
③
ポスト処理
条件設定
解析実行
1. 最大値応答値
2. 指定時刻応答値
・着目節点最大時
・着目要素最大時
・時刻指定
3. アニメーション
Chapter 4
Page 22
ポスト処理
主な図化処理機能
プランニング
1）変形図
2）コンター図
4）グラフ描画
5）アニメーション
レポート
3）断面力図
モデリング
ポスト処理
条件設定
解析実行
コンター図
変形図
頂版-底版の相対変位
0.0160
変位
0.0110
0.0060
0.0010
相対変位 (m)
-0.0040
-0.0090
-0.0140
-0.0190
- Summary -
-0.0240
-0.0290
* Max:1.324e-002
at 8.800
-0.0340
* Min:-4.557e-002
at 13.320
-0.0390
* Unit:kN,m
-0.0440
-0.0490
0.0000 2.0000 4.0000 6.0000 8.0000 10.0000
13.0000
16.0000
19.0000
時間 (sec)
断面力図
Chapter 4
Page 23
グラフ描画
22.0000
25.0000
28.0000
31.0000

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