変形を考慮した塑性土圧計算法の開晴に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

擁壁などの土留め構造物に作用する土圧が、構造物や裏込めの変形の影響を大きく受けることが知られている。ク-ロン式やランキン式を用いた従来の計算法では、破壊時の変形を考慮できなため、土留め構造物の変形や剛性に応じた土圧の評価が困難である。例えば、ブロック積み擁壁のような変形しやすい土留め構造物に対する土圧については不明な点が多い。一方、有限要素法に代表される応力変形解析では、すべりを伴う全体的な破壊状態の表現が困難であり、極限設計に応用しにくい。このような、極限設計と応力形解析の間のギャップのために、変形に依存する塑性土圧の評価が困難であった。本研究では、極限設計と有限要素法を組み合わせた新しい塑性土圧の設計の計算法を開発し、室内模型実験により、その妥当性を検証することを目標とした。まず、モ-ルク-ロン則(裏込め)、ク-ロン則(壁摩擦)、非関連流れ則、弾完全塑性応力ーひずみ関係を仮定した土圧問題に対して有限要素法における初期応力法を適用し、擁壁と裏込みの最終状態のみを扱うために、隆状応力が塑性仕事を最小にするように決まるとする仮定を用いた。これらの仮定に基づき、擁壁や裏込めの変形を考慮したうえで明確な破壊形式を与える主働土圧の計算手法を開発した。明確な破壊形式を得ることは、ク-ロン式などとの比較のために重要な利点である。この手法の開発を通じて、土圧問題の特質やク-ロン式の意味など多くの重要な知見を得た。また、勾配や形状を変えたブロック積み擁壁に対する多数の室内模型実験を行い、従来は不明確であったブロック積み擁壁に作用する土圧について貴重な結果を得た。時間的制約により、本研究で開発した主働土圧の計算手法を、室内模型実験の結果に適用する段階までは到っていないが、この作業は継続して行い、とりあえず、主働土圧の新しい計算手法のみを公表する予定である。