強震時における都市域斜面の進行性崩壊の解析手法の開発

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本研究では, 画像処理システムを導入することによって精度の高い斜面崩壊の解析の可能性を探り, 一方において, 応力状態によって有限要素網を再分割する自動メッシュニング機構を備えたすべりやクラックの発展を表現し得る計算機プログラムの開発を試みた.まず, 画像処理システムには以下の特長がある.(i) 点ではなく面, すなわち2次元情報を時間, 空間ともに連続的にサンプリングでき, 面的変化を定量的に評価することができる.(ii) 供試体に一切センサーを設置する必要がないので, センサーの影響を受けない斜面の挙動に対して解析を行うことができる.(iii) 1つの画像で種々の処理ができ, しかも何度も解析できる. また, 必要であれば, 画像データはディジタル量として保存することができる.本研究では, アルミニウム棒を使った斜面モデルの解析を行ったが, 斜面の崩壊初期の様子, 進行性破壊の様子を精度良く解析することができ, この種の解析には画像処理システムが極めて有効であることがわかった.次に, 解析プログラムに関しては, 静的な外力下(水平震度)において, 引張り応力が生じる場所に修正ジョイント要素が自動的に配列されるソフトを開発した. これによってクラックの進展の様子を実験結果と比較したところ, 定性的に良く一致することが分かった.以上の成果については, 学会に発表の準備を進めている最中である. 今後の問題としては, 土材料, すなわち, さらに細い材料を使った実証が必要であり, プログラムに関しては, 動的荷重下においても自動メッシュニング可能となる様にバージョンアップを計る必要がある.