ITASCA Software hat die Veröffentlichung von MPoint2D und MPoint3D bekannt gegeben, den ersten kommerziell erhältlichen geotechnischen Softwareprodukten, die auf der Material Point Method (MPM) basieren. Laut dem Unternehmen wurde MPoint speziell für geotechnische Anwendungen entwickelt und kann große Verformungen, Materialfluss, Instabilität und Nachbruchverhalten simulieren, die mit herkömmlichen netzbasierten numerischen Methoden nicht erfasst werden können.
Die Software bietet eine spezialisierte MPM-Umgebung zur Bewertung des Verhaltens geotechnischer Systeme unter realistischen Belastungsbedingungen und in Phasen extremer Verformung. Durch die Überwindung der geometrischen Einschränkungen traditioneller netzbasierter Ansätze hilft MPoint Ingenieuren, über einfache Stabilitätsbewertungen hinauszugehen und zu verstehen, wie sich Verformungen entwickeln, wie Versagen fortschreitet und was nach dem Einsetzen des Versagens geschieht.
„Viele der heutigen geotechnischen Probleme beinhalten erhebliche Bewegungen, fortschreitendes Versagen und Materialauslauf“, sagte Jim Hazzard, Produktmanager. „MPoint bietet Ingenieuren eine praktische Möglichkeit, die Material Point Method Technologie auf reale Projekte anzuwenden, um Deformationsmechanismen besser zu verstehen und fundiertere technische Entscheidungen zu treffen.“
MPoint basiert auf einer Material Point Method Formulierung, die Materialpunkte verfolgt, während sie sich durch ein festes rechnerisches Hintergrundgitter bewegen, anstatt sich auf ein Netz zu stützen, das sich mit dem Material verformt, verzerrt und neu aufgebaut werden muss. MPM ist ideal für die Analyse von Szenarien, bei denen die technische Fragestellung über die Stabilität hinausgeht und verstanden werden soll, wie sich ein System verformt, mobilisiert und versagt.
Mit MPoint können Ingenieure große Verformungen ohne Netzverzerrung oder Neuvernetzung simulieren; fortschreitendes Versagen und lokalisierte Scherbandentwicklung; Verflüssigung, Sackung und Materialfluss; Bruchinitiierung und Nachbruchauslauf; sowie Wechselwirkungen zwischen Boden, Fels und Wasser in einem einheitlichen Modellierungsrahmen.
„Die Material Point Method Technologie ist seit langem für ihre Fähigkeit bekannt, große Verformungen und Nachbruchverhalten zu modellieren, aber bis jetzt war sie nicht in einem kommerziellen Produkt verfügbar, das speziell für die Geotechnik entwickelt wurde“, sagte Jibril B. Coulibaly, Computational Scientist. „Mit MPoint2D und MPoint3D bringen wir diese fortschrittliche Fähigkeit in einen praktischen technischen Arbeitsablauf, der Benutzern hilft, besser zu verstehen, wie sich Bodensysteme verformen, versagen und im Laufe der Zeit entwickeln.“
Für das Bauingenieurwesen ist MPoint besonders gut geeignet für Projekte, bei denen das Verständnis von Verformung und Nachinstabilitätsverhalten entscheidend ist. Ingenieure können Verformung, Versagensfortschritt, Bruchinitiierung und potenziellen Auslauf in Erddämmen und Böschungen bewerten. Die Fähigkeit, große Bewegungen und Materialfluss zu modellieren, bietet wertvolle Einblicke in Versagensmechanismen und potenzielle Folgen. MPoint ermöglicht auch detaillierte Untersuchungen von Hanginstabilität, fortschreitender Versagensentwicklung und Nachbruchbewegung, wodurch Ingenieure verstehen, wie Bodenbedingungen, Poren Druckänderungen und auslösende Ereignisse die Entstehung und den Auslauf von Erdrutschen beeinflussen.
Im Bergbau bietet MPoint ein neues Werkzeug zur Bewertung von geotechnischen Risiken mit hohen Konsequenzen, die extreme Bodenbewegungen beinhalten. Es kann Verformung von Tailings-Dämmen, Auslösung von Verflüssigung, Versagensfortschritt, Bruchbildung und Materialauslauf simulieren, um Risikobewertung, Designbewertung und operative Entscheidungsfindung für das Tailings-Management zu unterstützen. Bergbauingenieure können auch fortschreitende Versagensmechanismen in großen Böschungen und Dämmen untersuchen und Einblicke in Verformungsmuster und Nachbruchverhalten gewinnen, die mit traditionellen Kleinverformungsansätzen möglicherweise nicht vollständig dargestellt werden.
MPoint wurde entwickelt, um den wachsenden Bedarf an fortschrittlichen Simulationswerkzeugen zu decken, die extreme Verformungen in geotechnischen Systemen ohne die Komplexität und Rechenkosten der Diskrete-Elemente-Modellierung modellieren können. Erhältlich in zwei- und dreidimensionalen Versionen können Ingenieure die geeignete Modellkomplexität wählen. MPoint kann als eigenständige Lösung oder in Verbindung mit FLAC2D oder FLAC3D verwendet werden, ITASCA-Produkten, denen Ingenieure seit Jahrzehnten vertrauen. Der Hybridansatz kombiniert MPM mit Finite-Volumen-Methoden für eine effiziente Analyse komplexer geotechnischer Untersuchungen von lokalisiertem Versagen und der umgebenden Bodenreaktion.
„Viele geotechnische Probleme beinhalten das Verständnis dessen, was nach Beginn der Instabilität geschieht. MPoint wurde entwickelt, um einen Modellierungsansatz bereitzustellen, der große Verformungen reproduzieren kann, um Ingenieuren zu helfen, das Nachbruchverhalten des Bodens mit Zuversicht zu bewerten und fundiertere Design-, Risikobewertungs- und Entscheidungsprozesse zu unterstützen“, sagte Tryana Garza-Cruz, General Manager, ITASCA North America.
Durch die Bereitstellung der ersten kommerziell erhältlichen MPM-Software, die speziell für geotechnische Anwendungen entwickelt wurde, bietet ITASCA Praktikern einen praktischen Weg zu einer realistischeren Simulation komplexen Bodenverhaltens und der Folgen von Versagen. Um mehr über MPoint zu erfahren, besuchen Sie die ITASCA Software Website.
