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■三維分析的必要性
非線形的地盤變形問題中，彈塑性FEM分析所必要的是多數設計者的滲透，根據近年的性能校核型設計，進行FEM分析的機會越來越多。
「GeoFEAS2D」是進行2維分析，原本樁基礎問題、基坑工、隧道挖掘所導致的對周邊地盤的影響分析問題、斜面安定分析是三維現象，應該直接作為三維
問題進行分析。本公司的地盤分析系列中，從事分析部開發的群馬大學大學院社會環境設計工學專業的鵜飼老師、蔡老師對於三維分析的有効性、重要性，也通過論
文、講演會等在廣泛推廣宣傳。
然而，三維分析由於在成本方面、FEM分析特有的功夫方面比較困難，研究未得到推廣仍是目前的現狀。這壹點，包含網格分割的模型作成、分析結果的評價等、
在依存於前處理器（數據作成）、後處理（結果表示）性能的部分，要尋求壹個更加容易使用，容易理解的工具。本GeoFEAS3D便是以通俗易懂為最大目標
進行的開發。通過本產品，例如，大型項目時，首先對其整體基於2維進行分析，僅限特別重要的工況在三維下進行更加詳細的分析，之方法也有充分的可能性。
■模型作成和網格分割
前處理器中進行模型作成、網格分割、步驟設定。
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▲隧道逐次分析示意畫面（Pre部）
網格圖（左）,荷載條件圖（右）
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▲隧道逐次分析示意（Pre部）
從左挖掘隧道的模型示意
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考慮到2維
分析處理較難，挖掘進行方向的影響在三維模型中
可以明白直接模型化即可。 |
本產品的前處理是由開發了本公司CESAR-LCPC規格的
itech公司的提示進行的開發。因此，基本的處理流程集成了GeoFEAS2D。
■要素庫
2維分析中，地盤通過面要素進行了模型化，三維分析中則使用了固體（立體）要素。本產品準備有4面體要素、5面體要素和6面體要素。2維分析中的面要素在
三維分析中變成了板要素和殼要素，本程序的初版對應了板要素。
| 種 類 |
項 目 |
對應 |
備 註 |
| 面要素 |
3節點3角形要素（1次） |
○ |
板要素 |
| 4節點4角形要素（1次） |
○ |
板要素 |
| 6節點3角形要素（2次） |
○ |
板要素 |
| 8節點4角形要素（2次） |
○ |
板要素 |
| 固體要素 |
4節點4面體要素（1次） |
○ |
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| 10節點4面體要素（2次） |
○ |
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| 6節點5面體要素（1次） |
○ |
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| 15節點5面體要素（2次） |
○ |
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| 8節點6面體要素（1次） |
○ |
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| 20節點6面體要素（2次） |
○ |
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| 線要素 |
梁1次要素 |
○ |
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| 棒1次要素 |
○ |
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| 軸彈簧 |
○ |
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| 剪切彈簧 |
○ |
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| 節點要素 |
6節點面節點要素 |
○ |
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| 8節點面節點要素 |
○ |
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| 12節點面節點要素 |
○ |
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| 16節點面節點要素 |
○ |
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通過定義結構物要素（板要素、梁要素、棒要素、軸方向彈簧要素、剪切彈簧要素），可表現地盤和結構物的相互作用，通過節點要素可指定接觸面。
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| ▲立體要素（4面體、5面體、6面體） |
■荷載、邊界條件
GeoFEAS是進行全應力分析（不考慮地盤透水現象的分析）的程序，水壓作為節點荷載考慮，可以討論水壓的變化對地盤波及的影響。荷載可考慮節點集中荷
載、等分布荷載、分布荷載、體積荷載（自重、靜力地震荷載）。作為邊界條件，準備了單點約束（水平滾軸、垂直滾軸、固定、PIN)、多點約束（MPC、鉸
鏈)和強制變形。對應考慮施工步驟的步驟分析，分步驟可設定材料定數的變更、邊界條件的變更等。
■處理器
彈塑性地盤分析是在討論地盤的應力·變形舉動的基礎上最基本的手法，因為分析模型、要素定義，以及設定適當的應用構成模型非常重要，要求分析程序具備多種
多樣的功能。
GeoFEAS尤其考慮了土的構成模型的充實，從最簡單的彈性模型到可以表現地盤的彈塑性舉動的彈塑性模型，準備了13個種類的構成模型，關於彈性模型，
可進行No-Tension分析，對應全15種類。另外，通過所謂的步驟分析和剪切強度低減法的分析功能的並用，對於挖掘·填土、斜面安定、支持力問題等
地盤相關的廣泛問題可同時實行變形分析和安定分析。
| 模型種類 |
構成模型 |
備 註 |
| 彈性模型 |
（1）線形彈性模型 |
等方性 |
| （2）積層彈性模型 |
異方性 |
| 非線形彈性模型 |
（3）Duncan方式1 |
柏松比定數 |
| （4）Duncan方式2 |
定義體積系數 |
| （5）破壞接近度法 |
電中研方式 |
| 非線形模型 |
（6）Hardin-Drnevich模型 |
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| （7）Ramberg-Osgood模型 |
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| （8）鵜飼·若井模型（UW-Clay） |
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| 彈·完全塑性模型 |
（9）Morh-Coulomb方式 |
關連流規則非關連流規則 |
| （10）Drucker-Prager方式 |
關連流規則非關連流規則 |
| （11）Morh-Coulomb／Drucker-Prager方式 |
非關連流規則 |
| 彈塑性模型 |
（12）Pastor-Zienkiewicz砂模型 |
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| （13）Pastor-Zienkiewicz粘土模型 |
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| No-Tension模型 |
（14）線形彈性模型 |
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| （15）積層彈性模型 |
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■後處理
後處理中準備有模型圖、輪廓圖、分布圖等。
(1)隧道挖掘分析：請瀏覽隧道挖掘分析結果。通過三維分析結果，縱深方向的變形狀況可容易理解。
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▲隧道挖掘問題分析結果
（GeoFEAS3D的Post部） |
(2)樁基礎問題：樁基礎問題的分析結果圖（示意圖）。樁基礎全體的1/4以分析模型為例。輪廓圖為垂直方向變形圖。下沈的變形狀況可通過三維把握。
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▲樁基礎問題分析結果
（GeoFEAS3D的Post部） |
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