直下型地震時の急傾斜斜面の安定性に関する研究

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昭和59年9月の長野県西部地震における山腹の大崩壊など、直下型地震時の斜面の崩壊はその発生機構を含めて未解明の点が多く、岩盤内の既存の弱面の開口、岩塊の分離や飛び出しなど特異な現象が観察される。このような点から、直下型地震による斜面崩壊は従来の振動論的検討のみでは説明できず、衝撃エネルギ-が地下深部から伝播したときの地形や斜面表層岩盤の挙動を解明する必要がある。本研究では、急傾斜山腹斜面の地震による崩壊現象を解明し、実斜面の地震時安定評価の基礎を確立することを目的として、まず金属球の集合体からなる斜面モデルおよび斜面表層部を離散化物体とし内部を連続体とした複合モデルに斜面下部から衝撃を与えた実験を行い、その結果を整理した。さらに、崩壊パタ-ンの解明、変形を考慮した連続体と離散化物体の複合解析を可能とするために個別要素法の改良、この個別要素法の適用性の検討および実験結果との比較を行った。個別要素法の改良においては、パソコンにおいて高速・大容量の演算が可能となることに留意し、離散化物体における接触機構部の減衰機構と連続体における材料の減衰機構を個別に処理できるものとした。また、個別要素法による数値解析の妥当性の検討においては、簡単な物理モデルとして連続体中の波動伝播特性の解析、剛体球および弾性体球同士の衝突現象の解析を実施するとともに、解析入力定数の決定方法,初期状態の設定方法の検討を行った。解析結果は、前述の簡単な物理モデルとともに実験結果を説明できるものであった。これらの成果を基に、地震時の急傾斜斜面の崩壊パタ-ン、個別要素法の実斜面における安定性評価への適用性と限界の検討を行った。