弱層を有する長大斜面の地震時崩壊機構に関する研究

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1.風化軽石層のレオロジーと部分排水-液状化機構;風化軽石層は団粒状粒子の集合体であるが、それぞれの団粒内部に、火山爆発に起因する空隙(ミクロ・ポア)を有するとともに、その中に多量の間隙水を有している。このような二次構造の崩壊にともなって過剰間隙水圧が発生するが、その際に団粒間の空隙(マクロ・ポア)への間隙水の流出も合せて生じるため、すぐには完全液状化に至らない。本研究では、このようなミクロ・ポアとマクロ・ポア間の水収支をエレメント・レベルで忠実に解析しうる手法として、新たにマクロ・エレメント法を開発し、その妥当性を砂で満たされた鉛直なマクロ・ポアを有する粘土基質の平面変形挙動に照して確かめている。2.長大斜面内の地震時ひずみ分布の解析法;弱層を境とする地盤ブロックの滑動や剥離現象をシミュレートするために、要素境界すべりモデルと命名した新しい解析手法を導入している。すなわち、三角形有限要素の全外周にジョイント要素を配置することにより、震動を受ける粒状体斜面及び弱層を有する岩盤斜面の動的滑動機構を調べている。3.上述のような動的解析を合理的に行なうには、地質的不連続面の物性定数の決定が極めて重要になる。本研究では、計装化ハンマー、高速アナログ波形解析装置及びパーソナル・コンピュータを組み合せた"インパクト・サウンディング"システムを開発し、異種材料間の境界摩擦に及ぼすせん断速度の影響を調べている。4.シア・バンド理論の適用;局部載荷を受けた地盤内にすべり線が発達していくプロセスを追跡していくためには、シア・バンド理論が有力であるといわれている。本研究では、この方向の一つの試みとして弾塑性モデルとしてよく知られているカムクレイ・モデルの有限変形バージョンを開発している。