岩土工程的未来——Oasys Gofer 与传统 FEA 方法

项目中应用的软件

项目概述

在英国的一个大型线性基础设施项目中，奥雅纳公司利用云岩土分析软件 Oasys Gofer 对一段悬臂嵌入式地下连续墙进行建模。他们将其性能与之前使用 Oasys Frew 和市场上其他有限元分析 (FEA) 工具进行的分析进行了比较。我们新一代二维 FEA 岩土分析工具 Gofer 将云计算的强大功能引入岩土工程领域。该项目的主要目标是评估使用 Gofer 替代这些传统分析工具的可行性和有效性。
Oasys 如何证明其价值

建模
工程师们发现，创建模型几何形状的过程非常简化，且用户友好。定义土块和材料属性非常直观，使他们能够指定所有必要的通用和力学材料参数，以便进行准确的分析和结果比较。

地下连续墙被建模为结构单元，工程师们注意到，使用轻量级的参数输入界面，可以轻松绘制和定义结构组件。最初，底板被建模为支撑，类似于 Frew 中使用的支撑方法。额外的检查包括将底板建模为在拱腹层的完整结构，其结果与支撑方法非常相似。

在模型几何阶段，工程师发现定义的垂直刚性边界与生成的土块节点位置之间存在细微差异，这会导致土体位移到土块和刚性边界之间的空隙中。在与 Oasys 团队讨论此问题后，他们能够检查沿土块边缘的垂直节点坐标，从而识别并解决差异。

总体而言，工程师们发现，与其他 FEA 分析工具相比，在 Gofer 中绘制模型几何形状以及定义和分配材料的复杂度更低。
分析
工程师们发现，在 Gofer 中定义阶段非常简单易用。重置位移和调整数值收敛控制的功能使他们能够微调需要更高处理能力的更复杂阶段。

一个特别受欢迎的功能是能够在每个阶段分析完成后立即查看结果，即使后续阶段的分析仍在进行中。这使得工程师能够在早期发现问题时中止分析，从而避免可能不会导致分析失败的潜在问题。

结果
结果表明，Frew 和 Gofer 的位移非常接近，尤其是在开挖的后期阶段。墙体位移、弯矩和剪力的结果如下所示：
通过分别对底板施加上拔力矩和收缩力点荷载，有效地模拟了底板约束、长期脱水和底板收缩效应。结果显示出这些效应的预期行为，即底板安装后，墙体挠度（以及由此产生的弯矩和剪力）较之前的固定位置略有增加。Frew 采用的方法略有不同，导致收缩阶段的弯矩和剪力曲线略有不同。

总结
总体而言，Gofer 的结果令人鼓舞，与 Frew 的结果非常吻合，尤其是在后期开挖过程中。对于工程师来说，构建模型非常简单，并且凭借如何结合更复杂的长期效应和故障排除技术的知识，可以自信地模拟具有短期和长期岩土和结构效应的长期施工（10 个以上阶段）。

我们感谢奥雅纳工程师 Mike Morrison 与我们分享这项工作。

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