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PLAXIS 岩土工程有限元分析软件包:PLAXIS 2D+3D+MoDeTo

详细介绍

  PLAXIS 是基于有限元的岩土工程软件的全球市场领导者,其应用程序用户遍及全球 100 多个国家或地区。凭借被誉为岩土工程设计行业标准的良好口碑,PLAXIS 软件已广泛应用于各种基础设施的岩土工程项目,如:基坑、挡墙、边坡、抗滑桩、隧道、桩(筏) 基础、码头工程等,并得到世界各地岩土工程师的认可,日渐成为其日常工作中不可或缺的数值分析工具。

  截至 2019 年初,世界范围内 PLAXIS 售出多达 22,000 个产品。其中国内用户已有 300 多个产品,分别是:交通、建筑、航务、电力、石化、等行业设计院及高校和科研院所。

  传统设计分析方法总是将土体简化为弹簧或者荷载。对于岩土工程结构设计本身分析而言,计算结果能够定性难以定量。因此需要留有足够的安全系数来确保安全,往往并不经济,而且更无法对周边既有建筑进行评估。

  PLAXIS 有限元程序将土体和结构建立在同一个数值模型,采用 Plaxis 特有的著名土体本构模型 HSS (小应变土体硬化本构模型)进行精细化的分析。可以更精确的获得计算出结构的受力和变形,从而优化岩土结构设计,节约成本,还可以通过施工过程的模拟,将施工方案进行优化,节约工期。

  PLAXIS 将周边既有建筑物一起建入数值模型中,再进行施工过程的模拟,可以定量的获得周边既有建筑物的变形和受力影响,从而确保施工方案安全可行。

  PLAXIS 2D 是一款用于分析岩土工程变形和稳定性的二维有限元软件。它提供方便的建模方式、先进的本构模型和计算方法,以模拟土和岩石的非线性、时间相关性和各向异性,计算土的静水压力及超静水压力,分析土与结构的相互作用。

  PLAXIS 2D 由主程序、渗流模块、动力模块、热力学模块共同组成,可以完成THM(热+渗流+力学)多场完全耦合的岩土工程力学仿真模拟。

  • 线弹性、莫尔库伦、节理岩体(JR)、土体硬化(HS)、小应变土体硬化(HSS)、液化砂土(PM4sand)、喷射混凝土、不排水循环累积模型(UDCAM-S)、软土蠕变(SSC)、软土(SS)、修正剑桥粘土(MCC)、霍克-布朗准则(岩石)、NGI-ADP 各向异性剪切强度模型(近海)、Sekiguchi-Ohta 模型(针对正常固结粘土)、用户自定义本构。

  • CAD 式建模并支持 CAD 图形导入、命令流、基于 python 的高级汇编语言(API 远程脚本);

  • 施工过程仿真模拟、逻辑性施工阶段、真实的模拟各种复杂支护体系、精确获得各阶段的地下水瞬态渗流过程、按需进行各施工阶段的稳定性分析、分项系数设计(结合规范)、64 位计算内核,多核并行运算。

  • 等应变率压缩试验、直剪试验、常规三轴试验可导入真实土工试验室曲线进行拟合和参数优化。

  渗流(PlaxFlow)模块是提供非稳态渗流与完全耦合计算的可选模块。对于大量的实际应用,需要同时考虑变形和渗流。对于时间相关分析,需要混合的位移和孔隙水压力方程,称为耦合力学方法,必须同步求解。这类分析基于Biot 固结原理,用户可以对具有时间相关边界条件的饱和及非饱和土体同时计算变形和渗流。

  用来分析通过土体中波的传播,及对结构的影响,可以用来分析地震荷载和由于施工活动导致的振动。2D 动力模块提供了在一个独立计算阶段进行动力分析的功能。

  一些岩土工程应用需要考虑热流场对土层水力和力学行为的影响。PLAXIS 2D温度模块提供了分析土层中热流场的工具,同时又能分析热流对土层中地下水渗流和应力、应变的影响。这一重要扩展拓宽了程序在土木、环境、能源、矿山和极地工程中的应用范围。

  PLAXIS 3D 是一款用于分析岩土工程变形和稳定性的三维有限元软件。它提供方便的建模方式、先进的本构模型和计算方法,以模拟土和岩石的非线性、时间相关性和各向异性,计算土的静水压力及超静水压力,分析土与结构的相互作用。它是一个用户友好的三维岩土工程软件,提供了灵活协同的几何建模、对施工过程进行真实模拟、强大可靠稳定的分析内核、全面细致的后处理,使其成为工程师岩土工程日常分析与设计的完整解决方案。

  • 等应变率压缩试验、直剪试验、常规三轴试验 可导入真实土工试验室曲线进行拟合和参数优化。

  渗流(PlaxFlow)模块是提供非稳态渗流与完全耦合计算的可选模块。对于大量的实际应用,需要同时考虑变形和渗流。对于时间相关分析,需要混合的位移和孔隙水压力方程,称为耦合力学方法,必须同步求解。这类分析基于 Biot 固结原理,用户可以对具有时间相关边界条件的饱和及非饱和土体同时计算变形和渗流。

  用来分析通过土体中波的传播,及对结构的影响,可以用来分析地震荷载和由于施工活动导致的振动。3D 动力模块用来分析通过土体的波的传播,及对结构的影响,可以用来分析地震荷载和由于施工活动导致的振动。3D动力模块提供了在一个独立计算阶段进行动力分析的功能。

  PLAXIS MoDeTo 是一款专用工具,它提供更强大的单桩基础设计方法,将 PISA 的行业联合研究项目的成果转化到日常工程实战中。PLAXIS MoDeTo 可以显著减少每个单桩的钢材使用量,进而降低风力发电厂的总成本。针对基于规范的设计方法,它可以用作一个独立工具,而针对基于数值分析的设计方法,它也可以与PLAXIS 3D 结合使用。

  PLAXIS MoDeTo 的增强设计方法可以根据一维 Timoshenko 梁有限元模型分析单桩基础承受横向荷载的能力,即便分析大直径单桩,也能获得精确的分析结果,而且能够绘制逼真的土反力曲线,同时保留更为传统的 p-y 方法的许多假设。研究表明,桩的嵌入长度最多可以减少 35%。 与 PLAXIS 3D 结合使用时,PLAXIS MoDeTo 可以充分发挥其潜能,对照场地的具体设计空间和特点自动校准土反力曲线。除此之外,PLAXIS 3D 提供了一个全面的、成熟的、强大的有限元解决方案,适用于任何类型的海上和陆上结构。

  在竞争激烈的海上风力发电行业,如果能够缩小风电场的每个单桩的尺寸,就会显著降低钢材使用量,进而节省制造、运输和安装成本。

  如果用户提供土反力曲线,则 PLAXIS MoDeTo 可用作独立应用程序,同时它也可以与 PLAXIS 3D 结合使用,根据场地的设计空间和具体属性对曲线进行数值校准。除了自动校准 PLAXIS MoDeTo 的土反力曲线D 还为海上风力发电行业(端部嵌固或浮动)提供了一套完整的解决方案。凭借多样的功能、多核计算和 64 位体系架构,PLAXIS 3D 与其附加模块 3D PlaxFlow 和 3D Dynamics 相结合后,能够轻松处理最大、最复杂的岩土工程模型,包括套管、三脚架和吸力锚。

  PLAXIS MoDeTo 是按照 PLAXIS 工程流程开发的,该流程几十年来一直在提供稳定、强大和完整的岩土工程有限元软件。我们在砂土场地和黏土场地这两个试验场地上,通过大规模单桩基础试验对基本程序进行了验证。

  • 即便对于大直径单桩,Timoshenko 梁理论也可确保结果精确无误

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