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Übersicht und Einsatzmöglichkeiten
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3DEC, entwickelt von ITASCA, ist die 3D-Version von ITASCA's Diskontinuum-Programm UDEC. 3DEC wurde speziell entwickelt zur Modellierung von quasi-statischen oder dynamischen Problemstellungen geklüfteten Felses und Mauerwerk mit einer Vielzahl einander schneidender Kluftscharen, Fugen bzw. Diskontinuitäten.
3DEC kann auch als klassisches kontinuumsmechanisches Programm verwendet werden.
3DEC läuft auf Windows-PC's und zeichnet sich unter anderem durch hohe Rechengeschwindigkeiten und geringen Speicherbedarf aus.´
Für 1.000 deformierbare Blöcke mit ca. 6.000 Zonen werden 8 MB RAM benötigt.
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Charakteristisch für 3DEC
- Modellierung großer Verschiebungen (Gleiten und Öffnungen) entlang von Trennflächen in einem 3-dimensionalen Diskontinuum
- softwareseitig unbegrenzte Element- und Blockanzahl
- explizites Lösungsschema, das auch bei physikalischen Instabilitäten zu stabilen numerischen Lösungen führt
- beliebige Formulierung von Anfangs- und Randbedingungen
- Klüfte werden als ebene Trennflächen zwischen Blöcken betrachtet
(Materialgesetze für die Klüfte beschreiben die Wechselwirkung)
- das Diskontinuum wird als Ansammlung einzelner Polyeder (konvex oder konkav) behandelt; konkave Polyeder können durch Zusammenschluß konvexer Polyeder erzeugt werden
- Vollautomatische Kontaktdetektierung
- Inkrementelle Programmformulierung, die große Verschiebungen und Rotationen erlaubt
- wahlweise können starre und elasto-plastische Blöcke modelliert werden
- implementierte Bibliothek von Materialgesetzen für die Matrix und die Diskontinuitäten
- Einbindung eigener Stoffgesetze über die UDM-Option (User Defined Models)
- Modellierung dynamischer Probleme mit absorbierenden Rändern (Erdbeben, Erschütterungen, Sprengungen)
- Submodellberechnung
- Verschiedene Elementtypen für Volumenelemete, Shells und Stabelemente
- Spezielle Elemente zur Simulation von Ausbau- und Sicherungselmeneten
(z.B. Anker, Betonschalen, Geoetxtilien)
- Automatischer Kluftgenerator (auch statistisch verteilte Kluftgenerierung möglich)
- verschiede Pre-Processor-Tools als Hilfe bei komplexen Strukturen (PGEN, POLY CUBE)
- Interaktive Grafik-Features, Darstellung alle üblichen Größen, wie Vektoren oder Konturbilder
- Ausgabe der Ergebnisse in Tabellenform, Diagrammen oder auch in diverse Graphikformaten
- Speicherung beliebiger Verlaufsgeschichten während der Berechnungen
- Durchführung thermisch gekoppelter Berechnungen
- Single und Double Precision Versionen
- Rein mechanische Berechnungen, reine Kluftwasserhydraulische Berechnungen oder auch vollständig
- gekoppelte mechanisch-kluftawsserhydraulische Berechnungen
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Typische Einsatzmöglichkeiten
- Standsicherheits- und Deformationsanalysen von Böschungen, Baugruben, Dämmen, Talsperren, Hohlraumbauten im geklüfteten Fels
- Untersuchung potentieller Versagensmechanismen im direkten Zusammenhang mit Diskontinuitäten
- Berechnungen zur Kurz- und Langzeitsicherheit von Endlagern
- Stabilität und Deformation von Mauerwerksbauten
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