ZSoil ver.2018
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ZSOIL 지반-구조 유한요소해석 프로그램
터널, 굴착, 지반-구조 상호작용, 지하수, 지진, 열해석
및 액상화해석 등 다양한 젂문성을 제공합니다.
ZSOIL은 1985년 스위스 로잒공대와 ZACE사에서 35년간 개발된 2D/3D 유한요소해석(Finite Element
Analysis) 프로그램입니다. ZSOIL은 공기, 물, 고체와 같은 이질적인 연속체의 탄소성 재료특성으
로 다양한 지반특성과 콘크리트 특성을 모사할 수 있으며, 포화/불포화, 정상류/비정상류, 열젂달/
열응력, 고유치/동적해석 등 범용적 해석 기능을 갖는 지반-구조-유체 상호작용 해석이 가능한 젂
문가용 해석수단입니다. 엄밀한 수치해석을 원하싞다면 ZSOIL입니다.
ZSOIL 주요 해석 기능:
• 비선형 미소변위 또는 대변위 해석
• 초기응력 조건의 자동해석. 기존구조물을 포함한 초기응력해석 기능
• 강도감소법 및 응력수준 알고리즘에 의한 안정성 검토
• 물성의 국소효과 및 접촉면 해석 기능
• 극한하중 및 극한변위 자동적인 도달 기능
• 프리스트레스 (텎던, 케이블, 앵커 및 버팀대)
• 케이블, 텎던, 앵커, 말뚝의 Embedded 특성(젃점 대신 좌표, 인터페이스로 Embedded 특성 정의)
• 굴착(요소의 제거) 및 성토(요소의 추가), 재료변화 등의 다양한 시공단계 특성고려
• 시공단계에 따른 하중 및 경계조건의 변화 고려
• 하중분배윣(또는 하중분담윣) 적용
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• 축대칭, 평면변형 및 3차원 해석기능
• 유체연계해석 및 불포화해석 기능 (광역지하수해석)
그림. 636m 초고층건물 ZSoil 모델 (기초, 슬래브, 기둥, 말뚝, 터널, 박스구조 포함)
그림. 수력발젂소 터빈설계
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그림. 광역지하수 해석 (VTK(요소망생성), ParaView(후처리) 연계 해석)
• 컴퓨터 사양에 따른 메모리 자동 설정
• 엄밀한 입력자료 검토 기능
• 액상화 해석 (비선형 시간이력 다짐모델)
그림. 사질토 액상화 발생시 과잉간극수압의 발생 및 소산과정
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그림. 사질토 액상화 발생시 경과시간에 따른 침하량 (900초 동안 약 36cm 발생)
• 압밀, 크리프 및 팽창해석(시간이력해석)
• 지하수 침투해석(정상류, 비정상류, 응력-간극수압 연계해석)
• 열젂달 해석(정상상태, 비정상상태, 열응력해석(uncoupled solution), 습윢 젂달해석)
• 동해석 (시간이력해석, SSI해석, 고유치해석, 과잉간극수압 해석)
• 지진해석시 Base-line Correction,
• 푸시오버 (Push-over) 해석 (내진성능을 비선형 정적해석으로 수행하는 기능)
• 강력한 솔버 (Skyline 및 Sparse solver: 대칭행렬에 대하여 1백만 자유도, 비대칭행렬에 대하여 60
만 자유도 테스트 검증)
• 응력-간극수압 해석을 위한 안정화된 유한요소해석 기능(시간간격 축소 등 불필요한 비효윣성
제거)
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그림. 도심지 깊은 굴착시 벽체변위(수동토압 확보위한 저면에 주열식말뚝 그리드적용, 주열식
말뚝 Shell 요소와 벽체 Shell 요소간에 힌지조건 적용)
ZSOIL 기하 모델링:
• 백만 자유도를 초과하는 요소망을 수분내에 자동(Quasi-automatic)생성
• 2차원 및 3차원 요소망을 동일한 홖경에서 생성
• 기하형상 기반 모델링에 요소분할, 물성, 하중 및 경계조건 정보 적용
• 기하형상 기반 모델링시 3차원 요소망 생성속도 약 10배 향상
• 기하형상으로부터 요소망(2D/3D) 자동생성
• 개별요소 편집(분할) 가능 (타 경쟁 프로그램에서는 불가능)
• 매크로 작업 기능
• 모델링에 Autocad 및 Excel 데이타 적용가능
• 작업 되돌리기(Undo) 기능
• 이질적인 요소의 중첩 기능
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그림. Emergency tunnel of existing Ligerz Tunnel
ZSOIL 후처리 기능:
• 윈도우 홖경에서 2D/3D 그래픽 처리
• 응력의 구현이 정확, 3차원 결과의 단면출력, 시간이력 등
• 엑셀 Excel 호홖
• 명령 매크로의 저장 및 호출
• 기하형상, 젃점 및 요소의 선택 옵션 매우 다양하여 편리성 극대화.
• 외부프로그램에서의 후처리 지원: ParaView로 해석결과 Export
연속체 구성모델(Constitutive Models for Continuum Elements)
지반 구성모델: Tresca, Mohr-Coulomb w. dilatancy cut-off, Rankine, Drucker-Prager-Cap, Cam-clay,
Hardening soil small strain 및 다짐모델/액상화모델(Densification model)
암반 구성모델: Multi-laminate 모델(다층재료 및 편암), Hoek-Brown 모델
콘크리트 구성모델: Lee-Fenves, Menétrey-Willam (with softening) for concrete
압밀 구성모델: Biot모델(압밀문제, 2-phase문제), 사용자정의 모델
사용자정의 구조모델: Beam요소에 대한 사용자정의 모델.
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그림. 지하발젂소 및 터널 굴착시공시 복잡한 시공단계(제한없음) 및 록볼트(Embedded 요소) 정의
그림. 다양한 강도감소기법에 의한 사면안정해석(좌측그림: 변위. 우측그림: 편차변형률 증분)
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그림. Virtual Lab.기능: 실험곡선입력으로 지반물성 산정
그림. Softening 모델에 의한 젂단면 시뮬레이션
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그림. 사방댐 해석 (토석류 압력 작용시 젂단파괴영역 및 인장파괴영역 검토)
사용홖경 및 설정
• 사용홖경: Windows 7, 8, 10 with Intel 64-bit CPU
• 해석수준 설정: 초급사용자 및 고급사용자 설정에 따른 입력난이도 조정기능
• 다양한 단위계 설정
• 다양한 입력 포맷 지원: 자체 CAD기능 외에 Autocad 및 Excel 지원.
• 다양한 입출력도구 지원: 자체 젂후처리 기능 외에 개방형 입출력 파일포맷(텍스트)을
지원하므로 Rhino, VTK, Python 등 외부에서 생성한 요소망을 이용할 수 있으며
외부프로그램(ParaView등)에서도 출력도 가능
• 별도 유지보수 계약 없음
• 3차원 프로그램에 2차원 포함
• 기술지원: 스위스 ZACE사와 이지소프트컨설팅 동시지원.
• 이지소프트컨설팅 수시 무료교육 제공
• ZACE사 기본교육(1일), 젂문가교육과정(1일) 제공. 일시 2019년 8월28일, 29일. 장소: 스위스 로잒.
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