フィルターの最適設計

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地下水位の高い地点における矢板背後地盤の掘削においては浸透流が問題となる。対応を誤ると浸透破壊を起こすことがあるので十分な注意が必要である。浸透破壊の防止工法の一つに押えフィルターがある。押えフィルターの設置によって、地盤の浸透破壊に対する安定性が向上することが知られている。しかしながら、押えフィルターの設計に関して、最適な敷設方法(ある厚さに対する最適幅など)が未解決な問題として残されている。ここでは、著者らがこれまでに提案している「Prismatic failure concept (Original PFC)」を、プリズムの両端が自由に移動するように拡張した「Extended Prismatic failure concept (Extended PFC)」を新しく考案し、矢板背後地盤上に設置する押えフィルターの安定設計手法(最適設計手法)について考察を行った。本問題は、矢板に接しない破壊プリズムが形成される問題であり、Original PFCでは十分考慮できなかったものである。本プログラムを用いると効率的、現実的な計算が可能となることがわかった。本プログラムを用いて、押えフィルターによる締切り矢板掘削地盤の安定性について考察を行い次の結論を得た。(1)Original PFCでは有効上載圧pが大きくかつ幅b_Fの小さな押えフィルターを掘削地盤上部に設置したとき不合理な結果が得られる(2)Extended PFCを用いると合理的な結論が得られる。(3)地盤の浸透破壊に対する限界水頭差はHarzaの方法及びOriginal PFC の方法によって求めたH_cのうちの小さな方の値で与えられる。また、その値はExtended PFCによって一度に求められる。(4)ある有効上載圧pに対して最適なフィルター幅占b_<Fe>が存在する。今後、Extended PFCを二次元二層系地盤や二次元複列矢板内地盤などに適用し、押えフィルターの設計理論の構築に向けて考察を進めてゆく予定である。