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含水履歴を考慮した自然斜面および土構造物の地震時挙動予測と安定性評価

考虑含水率历史的天然边坡和土结构的地震行为预测和稳定性评价

基本信息

批准号：
11J10961
负责人：
京川裕之
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

主に降雨や地震による地盤の変形・破壊挙動に対して, 地盤の種々の力学特性(主に繰返し載荷特性および不飽和特性)を適切に考慮した弾塑性構成モデルを搭載した数値解析コードを開発し, これら複合的災害に対する土構造物の健全性の評価ならびに自然地盤の変状予測の実現を目的とする。本年度は, 主に, 地震時挙動と直結する排水・非排水繰返し載荷時における地盤材料の応力ひずみ特性に対して, 実験的および解析的検討を行った。排水条件下繰返し載荷試験では, 体積・せん断剛性が増加し, 応力―ひずみループが収束する定常状態が確認される。これまで, このような定常化を表現する一次元モデルは幾つか提案されているが, 任意の応力状態, すなわち三次元応力状態を考慮した弾塑性モデルは提案されていない。本研究では, これまでに行ってきた種々の繰返し載荷試験をまとめ, 同結果より任意の応力経路下において応力履歴面を定義した。同面内において繰返し載荷に伴った剛性変化に発展則を与えることで, 任意応力経路における定常状態の発達・消散を表現する構成モデルを構築した。また, 経験的および数値解析的予測手法で参照される三軸試験等の室内試験では, 実地盤状態を再現しなければならないことは言うまでもない。拘束圧や間隙比は忠実に再現されるが, 当該地盤の変形特性そのものである(弾性波探査などから計測される)せん断剛性率が考慮されることは多くない。今年度は, 2011年東北地方太平洋沖地震で液状化被害が生じた埋立地盤の試料を用い, 微小な繰返し載荷履歴を再構成供試体に与えることで, 不撹乱試料と同様の初期せん断剛性率を室内試験で再現した。同再構成試料を用いた液状化試験ならびに一次元液状化解析は, 実地盤で生じた液状化現象を精度よく再現することを確認した。今後は同試験結果をもとに, 弾塑性構成モデルを用いた2次元および3次元解析へ適用する予定である。

For the purpose of evaluating the soundness of earth structures and predicting the state of natural earth structures, the mechanical characteristics of earth structures (main load characteristics and unsaturated characteristics) due to rainfall and earthquake should be properly considered. This year, the main reason for the earthquake is the direct connection between drainage and non-drainage, and the internal characteristics of the site material are discussed. Under drainage conditions, the volume and breaking stiffness increase, and the steady state of the force and pressure are confirmed. This is the first time that a three-dimensional force state is considered. In this study, the test results of the test were compared with those of the test results. In the same plane, the steady state of the steady state The prediction method of numerical value analysis is based on indoor tests such as three-axis test, and the site state is reproduced. Restraint pressure gap ratio is reproduced when the deformation characteristics of the site are measured. This year, the 2011 Tohoku Pacific earthquake caused liquefaction and damage. The buried site of the sample was used in the middle of the test, and the load was small. The test sample was reconstituted and the initial period of the test was not disturbed. The stiffness ratio was reproduced in the indoor test. The same composition sample was used in the liquidization test, and the primary liquidization analysis was performed to confirm the accuracy of the liquidization phenomenon. In the future, the same test results will be applied to the plastic structure.