地盤の液状化・流動過程の大変形解析法の開発

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本研究の目的は地盤の液状化・流動過程を的確に表現できる飽和土の弾塑性構成式を用いて液状化・流動過程における地盤と基礎構造物の大変形挙動を解析できる数値解析法を開発することである.本年度は、昨年度に開発した液状化の可能性のある地盤内における構築物の地震時挙動をメッシュフリー法で解析できるようなElement Free Galerkin-FEM Coupled法の適用性について検討し、数値解析プログラムを用いて、液状化・流動過程における地盤内のケーソン基礎の動的大規模な解析を行い,解析手法の有用性を示した。これは、EFGMと有限要素法を合成した解法である.液状化地盤の大変形解析はEFGMで行うのが簡便であるが、地盤内に埋設される構造物をモデル化するのはFEMによるのが簡単なために合成解法を開発した。1.開発した数値解析プログラムを用いて、条件の比較的簡単な地盤と構築物模型の解析を行い、FEMの解析結果との比較を通じて解析手法の精度を検証した。2.液状化・流動過程における地盤内に構築されているケーソン基礎を想定し,地盤の液状化に伴う流動破壊やケーソン基礎の沈下を想定した大変形解析を行った,これは地盤と提体の全てが水で完全に飽和されていると仮定した場合であり,ケーソン直下と岸側の地盤が完全に液状化するため,ケーソンが海側に押し出されて,地盤とケーソンに大きな変形が生じている様子がElement Free Galerkin-FEM Coupled法で旨く表現されている.大変形解析理論の一つであるUpdated Lagrangian法を用いたElement Free Galerkin-FEM Coupled法によるケーソンの鉛直と水平変位を美称変形理論による結果と比較した結果、大変形理論を導入すると,鉛直変位が6%程度小さくなると鉛直変位が11%程度大きくなることが判明した.