Optum GX
OPTUM GX
Geotechnische Analysesoftware für präzise 2D- und 3D-Modellierung
OPTUM GX ist eine Geotechnik-Software für Ingenieurinnen und Ingenieure, die zuverlässige 2D- und 3D-Analysen und Modellierungen der Boden-Bauwerk-Interaktion benötigen. Setzen Sie OPTUM GX für Fundationen, Baugruben, Stützwände, Dämme, Böschungsstabilität und Sickerströmung ein, mit modernen FEM/FELA-Methoden, die Bruchmechanismen sichtbar machen und Ihnen eine sichere Bemessung ermöglichen.
Mit nahtlosen 2D→3D-Workflows, Automatisierung (Python-Scripting) und schneller Berichterstellung unterstützt OPTUM GX die geotechnische Risikobeurteilung: Szenarien testen, Sicherheitsfaktoren ermitteln und Bemessungsannahmen sowie Resultate klar dokumentieren. Testen Sie die Vollversion kostenlos und prüfen Sie den gesamten Workflow an Ihren typischen Projektfällen.
Was Geotechnik-Software leistet
Geotechnik-Software hilft, die Interaktion zwischen Boden und Bauwerk zu modellieren, Porenwasserdrücke und Spannungen zu simulieren sowie Stabilitäts- und Verformungsanalysen mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Moderne Werkzeuge liefern eine quantitative Beurteilung von Stabilität, Verformungen und Bruchmechanismen, typischerweise auf Basis der Finite-Elemente-Methode und der Traglastanalyse.
Anwendungen
Fundationen (2D & 3D)
Bei der Bemessung von Fundationen ist ein Werkzeug von grossem Vorteil, das Tragsicherheit (GZT) und Gebrauchstauglichkeit (GZG) über beide Dimensionen hinweg konsistent abdeckt. Mit FELA liefert OPTUM GX objektive Tragfähigkeiten ohne vorgegebene Bruchflächen, während die FEM realistische Setzungen und Spannungsumlagerungen berechnet. Fortschrittliche Stoffmodelle und Bauphasen ermöglichen eine genaue Simulation von Lastausbreitung und Verformung. Beurteilen Sie Tragfähigkeit, Setzungen und Bruchmechanismen in 2D oder 3D. Der integrierte 2D-3D-Workflow sorgt für einen zuverlässigen Vergleich von Geometrien und Randeffekten.
Baugruben
Tiefe Baugruben sind oft geprägt von Bauphasen, Grundwassereinfluss und komplexem Boden-Bauwerk-Verhalten. OPTUM GX erfasst diese Mechanismen durch eine gekoppelte FEM-Analyse von Porenwasserdrücken, Verformungen und Verbausystemen wie Wänden, Ankern und Spriessen. Für den Nachweis der Tragsicherheit liefert FELA stabile, netzunabhängige Bruchmechanismen, selbst in weichen oder geschichteten Böden. Damit ist GX eine verlässliche Wahl für anspruchsvolle Baugrubenprojekte.
Stützwände
Eingespannte Stützwände erfordern eine genaue Beurteilung von Gebrauchstauglichkeit und Tragsicherheit. In OPTUM GX lassen sich Wandverformungen, Biegemomente und Änderungen der Porenwasserdrücke mit FEM modellieren, während FELA eine robuste Bruchbeurteilung ohne Annahmen zu Gleitflächen liefert. Auflagerbedingungen, Anker, etappenweiser Aushub und Boden-Bauwerk-Interaktion lassen sich wirklichkeitsgetreu abbilden; Python-Werkzeuge automatisieren Parameterstudien.
Dämme
Zeitabhängiges Verhalten wie Konsolidation und Kriechen spielt für das Verhalten von Dämmen eine zentrale Rolle. OPTUM GX simuliert mit vollständig gekoppelter FEM die Setzungsentwicklung, Drainageanordnungen und den Abbau von Porenwasserüberdrücken über die Zeit. Die Gesamtstabilität lässt sich mit FELA prüfen, für eine konsistente Beurteilung der Tragsicherheit unter kurz- und langfristigen Bedingungen. Damit eignet sich GX besonders für Dämme auf weichem Untergrund und für Vorbelastungen.
Böschungsstabilität
Eine zuverlässige Beurteilung der Böschungsstabilität erfordert sowohl eine realistische Modellierung der Porenwasserdrücke als auch eine genaue Prognose des Versagens. FELA in OPTUM GX liefert annahmefreie Traglasten in 2D und 3D und erfasst komplexe Bruchgeometrien ohne vordefinierte Gleitflächen. Die FEM ergänzt dies mit der Modellierung von Verformungen, Grundwasseränderungen, Niederschlagsinfiltration und etappenweiser Belastung. Der kombinierte Workflow eignet sich für natürliche Hänge, Dämme, Einschnitte und bewehrte Systeme.
Monopile-Fundation
Monopiles mit grossem Durchmesser erfordern eine realistische 3D-Simulation der Boden-Bauwerk-Interaktion. OPTUM GX bietet eine fortschrittliche Modellierung der Tragsicherheit mit FELA und des detaillierten Gebrauchsverhaltens mit FEM, inklusive Moment-Rotations-Verhalten, Steifigkeitsabnahme und Porenwasserdruckeffekten unter zyklischer oder statischer Belastung. Der Übergang von der 2D-Vorbemessung zur vollständigen 3D-Verifikation erfolgt nahtlos und gewährleistet Konsistenz über alle Planungsphasen.
Sickerströmung und Grundwasser
Die Grundwasserströmung beeinflusst Stabilität, effektive Spannungen und das Langzeitverhalten massgeblich. OPTUM GX bietet stationäre und instationäre Sickerströmungsanalysen zur Berechnung von Porenwasserdrücken, Fliesswegen, Abflussmengen und Sickerlinien. Modellieren Sie Porenwasserdruck und Strömung, um Risikotreiber und Auswirkungen auf die Stabilität zu verstehen. Die Resultate fliessen direkt in Verformungs- oder Stabilitätsberechnungen ein, besonders wirkungsvoll bei Talsperren, Deichen, Baugruben und Böschungen, bei denen das hydraulische Verhalten massgebend ist.
Hauptmerkmale
2D- & 3D-Modellierung in einem Workflow
Sie müssen keine Geometrie neu aufbauen und wechseln die Dimension mit einem Klick.
Modellierung mit Python automatisieren
Weniger Routinearbeit: eigene Workflows erstellen oder integrierte Plugins nutzen.
Stoffmodelle für die Geotechnik
Präzise Bodenmodelle, die das reale Baugrundverhalten abbilden.
Berichte für die Dokumentation
Zeit sparen mit automatisierten, hochwertigen Berichten.
Zuverlässige Berechnungen, jedes Mal
Schnelle, stabile Konvergenz bei allen Analysefunktionen.
Von 2D zu 3D mit einem Klick
Viele geotechnische Problemstellungen lassen sich weitgehend als 2D betrachten. Bestimmte Elemente machen eine reine 2D-Näherung jedoch ungenau, etwa eine mit Pfählen gesicherte Böschung oder ein quadratisches Fundament auf einer Stützwand. Auch wenn die Gesamtgeometrie oft als 2D behandelt werden kann, machen diese zusätzlichen Elemente das Problem grundsätzlich dreidimensional.
Für eine möglichst wirklichkeitsnahe Abbildung und verlässliche Resultate ist eine 3D-Modellierung unerlässlich. Prüfen Sie kritische Fälle in 3D, um das geotechnische Planungsrisiko zu senken und mehr Sicherheit in Ihre Annahmen zu gewinnen.
Mit OPTUM GX modellieren Sie die Gesamtgeometrie in 2D und extrudieren sie nahtlos in 3D, mit Anpassungen nach Bedarf. So validieren Sie Ihr 2D-Modell rasch, bemessen mit Zuversicht und sparen viel Zeit.
2D-Schnitte aus komplexen 3D-Modellen extrahieren
Und es funktioniert auch umgekehrt. Wenn Sie an einem grossen 3D-Modell mit komplexer Geometrie arbeiten, möchten Sie bestimmte Schnitte vielleicht genauer untersuchen, zum Beispiel um den Sicherheitsfaktor zu ermitteln.
Mit OPTUM GX extrahieren Sie 2D-Querschnitte auf Knopfdruck und analysieren sie mit den üblichen Methoden für den ebenen Verformungszustand.
Das ermöglicht schnelle und zuverlässige Schnittanalysen, ein unschätzbares Werkzeug für die Qualitätssicherung komplexer 3D-Modelle.
Python-Scripting
Genug davon, geotechnische Modelle mit nur geringfügig geänderten Parametern immer wieder neu aufzusetzen? Dasselbe Problem wieder und wieder zu konfigurieren, kostet wertvolle Zeit und unterbricht den Arbeitsfluss. Deshalb gibt es eine intelligentere Lösung, die die Modellerstellung grundlegend verändert.
Mit dem OPTUM GX Plugin für Python automatisieren Sie den Projektaufbau von Geometrie und Materialien bis zu Lasten und Randbedingungen direkt aus Ihrem Skript. Keine wiederholte manuelle Eingabe mehr für jede neue Variante.
Noch mehr Kontrolle gewünscht? GX unterstützt individuelles Scripting und Automatisierung. Fortgeschrittene Anwender erstellen massgeschneiderte Lösungen, spezialisierte Workflows oder sogar vollständige eigene Applikationen, alles innerhalb der Optum-Umgebung.
Berichte & Dokumentation
Genug davon, Stunden mit der manuellen Dokumentation Ihrer Projekte zu verbringen? OPTUM GX automatisiert die Berichterstellung. Das spart wertvolle Zeit und sorgt für eine einheitliche, hochwertige Dokumentation.
Mit dem integrierten Berichtsmodul erstellen Sie mit wenigen Klicks klare und umfassende Berichte. Jeder Bericht lässt sich individuell anpassen und enthält typischerweise:
- Geometrieskizzen
- Materialtabellen
- Abfolge der Bauphasen
- Wichtige Resultate wie Verformungsbilder, Schnittkraftverläufe und Bruchmechanismen
- Klare Dokumentation für Bauherrschaft, Prüfingenieure und Bewilligungen
Was ist in OPTUM GX enthalten
- Mohr-Coulomb Basic (MC)
Tresca
Mohr-Coulomb Engineering Basic (MCE Basic)
Drucker-Prager (DP)
AUS Clay
Hoek-Brown (Fels)
Hardening Soil (HSSmall)
Modified Cam Clay
NGI-ADP
Multi Mohr-Coulomb
Elastischer Körper (linear elastisch)
Starrer Körper
- Initial Stress (Anfangsspannungen): Bestimmung der Anfangsspannungen auf Basis von K0 für beliebige Geometrien.
- Load Multiplier (Traglastanalyse): Schnelle und direkte Ermittlung von Traglasten, Tragfähigkeiten usw., ohne aufwendige schrittweise Last-Verformungs-Berechnung.
- Factor of Safety (Festigkeitsreduktion): Abminderung von c und tan φ (oder anderer massgebender Parameter) bis zum Versagenszustand zur Ermittlung des globalen Sicherheitsfaktors.
- Deformation (Verformung): Elastoplastische Analyse mit oder ohne Porenwasserüberdrücke, Konsolidation usw.
- Load-Deformation (Last-Verformung): Klassische Last-Verformungs-Analyse, bei der die Last bis zum Versagen gesteigert wird.
- Seepage (Sickerströmung): Allgemeine Sickerströmungsanalyse mit freier Oberfläche, stationär oder instationär. Eigenständig nutzbar und bei Bedarf automatisch in den übrigen Analysen enthalten.
- Fundationen
- Böschungsstabilität
- Baugruben
- Tunnel
- Anker
- Pfähle
- Dämme
- Absetzbecken (Tailings Dams)
- Saugkastenanker
- Offshore-Steinschüttungen (Rock Berms)
- Monopiles
- Bergbau
Flexible, intuitive und robuste Volumenmodellierung in 2D und 3D
- Rotieren und Extrudieren (2D zu 3D)
- Schneiden (3D zu 2D)
- Verarbeitung von Punktwolken
- CAD-Import/-Export
- Polare und rechteckige Anordnungen
- Untere-Schranke-Elemente (Lower Bound)
- Obere-Schranke-Elemente (Upper Bound)
- Gemischte Elemente (Mixed)
- Konventionelle finite Elemente
- Automatische adaptive Netzverfeinerung für alle Analysearten
OPTUM GX kombiniert FEM und FELA
Geotechnische Projekte werden immer anspruchsvoller, mit knapperen Terminen, strengeren Dokumentationsanforderungen und wachsenden geologischen Risiken. Ingenieure müssen für komplexe Verhältnisse bei minimaler Baugrunderkundung bemessen und dennoch Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit gewährleisten.
In diesem Umfeld stossen vereinfachte Verfahren wie die Grenzgleichgewichtsmethode (LEM) an ihre Grenzen. Annahmen zu Gleitflächen und Bodenverhalten können zu überkonservativen Bemessungen führen oder, schlimmer noch, zu einer Unterschätzung des Risikos. OPTUM GX setzt auf FEM/FELA-Methoden, die die Abhängigkeit von angenommenen Gleitflächen reduzieren und realistisch simulieren, wie sich Bauwerke unter Last verformen und versagen.
Der Unterschied in Kürze
OPTUM GX vereint FEM, Festigkeitsreduktion und FELA in einer konsistenten, automatisierten Umgebung:
- Sicherheitsfaktoren aus oberer, unterer und gemischter Traglastanalyse
- Festigkeitsreduktion für Verformung und Gebrauchstauglichkeit
- Gekoppelte Sickerströmungs-Verformungs-Modelle (stationär und instationär)
- Genaue Modellierung komplexer Boden-Bauwerk-Interaktionen
Das bedeutet schnellere Resultate, tiefere Einblicke und sicherere, wirtschaftlichere Bemessungen, auch unter anspruchsvollen Bedingungen.
Was OPTUM GX auszeichnet
- Konvergiert immer, ohne Konvergenzprobleme und ohne manuelles Nachjustieren
- 2D und 3D in einem, umgewandelt per Klick und ohne Mehraufwand
- Reiner FEM-Workflow mit weniger Iterationen, ohne Annahmen und Umwege
- Gemischte Elemente mit hybrider Formulierung für schnelle, präzise Bruchlasten
- Python-Scripting für Automatisierung, Serienberechnungen und Parameterstudien
- Automatisierte Berichte, als PDF in Sekunden erstellt
- Adaptive Netzverfeinerung für Präzision dort, wo sie zählt
OPTUM GX wurde für Ingenieurinnen und Ingenieure entwickelt, die Wert auf Transparenz, Genauigkeit und optimale Bemessungen legen statt auf Versuch und Irrtum.
Fachartikel
Bemessung und Analyse von Fundationen an Hängen
Fundationen an oder in der Nähe von Hängen verhalten sich anders als Fundationen auf ebenem Gelände. Fehlender Seitendruck auf der Talseite, mögliche Gleitflächen und die Wechselwirkung mit der Hangstabilität verändern die Problemstellung grundlegend …
Weiterlesen
Böschungsstabilität mit Zuverlässigkeitsanalysen in OPTUM
Die Beurteilung der Böschungsstabilität ist eine grosse Herausforderung in der Geotechnik. Böschungen, die eine strenge Analyse bestehen, versagen dennoch oft aufgrund zahlreicher Unsicherheiten vor Ort …
Weiterlesen
Was ist die Finite-Elemente-Analyse?
Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) ist ein numerisches Verfahren, das ein komplexes Bauwerk in viele kleine «Elemente» zerlegt, um vorherzusagen, wie es auf Lasten, Verformungen und andere Einwirkungen reagiert …
Weiterlesen