波浪場における重力式構造物の安定性に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

波浪場における地盤-流体-構造物系の相互作用を解明することは、海洋構造物の設計、健全度評価に極めて重要である。ここでは、特に非排水粘土地盤上の海洋構造物にターゲットを絞り、下記のような知見を得た。なお、非排水粘土地盤であるために、流体相の効果については現時点では特に考慮していない。1.地盤の支持特性を理論的に評価するため、極限解析を応用した解析を行った。対象とした問題は、トレスカ地盤上の偏心荷重を受ける円形基礎の支持力問題である。なお本問題では未だ正解は得られていない。イ-ソンらの可容応力場を応用した下界値と3次元崩壊機構に基づく上界値を評価し、正解の範囲を挟み打ちにより求めた。従来、本問題に対しては、半経験式を援用していたが、本解析により解の性質が塑性論的にクリア-となった。2.繰返し荷重と単調載荷時の支持力特性をシェイクダウン解析により定量的に評価した。基礎となる理論は、メランの定理、支配方程式の線形化ならびに線形計画法である。本解析においては、鉛直荷重一定のもとで繰返し水平荷重が作用するケース、これは多くの海洋構造物において予想される荷重経路であるが、についてシェイクダウン解析を実施し、繰返し荷重下では単調載荷時に比べて支持力が最大で20パーセント程度低下することを確認した。またテンションカットの問題について、その効果を定性的に調査した。今後の課題として、砂質土地盤についても同様の考察を行っていく必要がある。また砂質土と流体のミクロな相互作用を定性的に把握するため、地盤内の可視化技術を推し進めていく必要がある。