間隙流体が液状化地盤の大変形挙動に与える影響に関する研究

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平成19年度は、平成18年度に開発された固相と液相の相互作用を考慮したMPS(Moving Particle Semi-implicit)に基づく二相系地盤の変形解析コードについて、その性能の検討を行った。この結果、固相と液相の相互作用を考慮することは可能となったが、地盤の変形を定量的に評価するためには重み関数の決定方法や土骨格のダイレイタンシーの取り扱いなど、未だ課題が残っていることが明らかになった。また、MPSは流体を対象として発展した手法であるため、砕波などの変化が著しい現象に対応するため半陰解法として開発されてきた。このため、時間刻みを小さくする必要があり、液状化による地盤の変形のような長期間続く現象を対象とすると解析に必要な時間ステップ数が多くなることから計算コストが高くなる。このような計算コストの高騰を抑制するためにMPIによる並列計算手法を導入してきたが、このような並列化を実施しても、実用的な解析においてこの計算コストが問題になることが示唆された。一方、液状化地盤の変形は、急激に状況が変化するような現象ではないことから、このような半陰解法をそのまま適用する必要がないため、平成19年度には解析時間を低減するために陰解法に基づく解析手法に関する検討を行った。また、液状化地盤の変形問題において、粒子法による大変形の考慮が必要な領域は限定されているため、解析対象領域全体を粒子法によって離散化することは非効率的であることから、解析の効率を向上させるために粒子法と有限要素法の混合法についての検討を行った。