弾塑性構成則を搭載した不連続体解析手法による地盤と石積構造物の相互作用問題の解明

使用配备弹塑性本构定律的不连续分析方法阐明地面和砌体结构之间的相互作用问题

基本信息

批准号：
14J00077
负责人：
橋本涼太
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、カンボジアのアンコール遺跡をはじめとする石積構造物と、基礎地盤の相互作用問題をシミュレート可能な解析コードの開発、構造物の安定性評価手法の構築を目的としている。本年度は、主に①石積基壇構造の修復設計スキームの改良。②不飽和浸透を考慮した地盤－石積構造物系の変形解析手法の開発に取り組んだ。①については、昨年度提案した極限平衡法に準ずる手法による石積構造物基礎の支持力算定法が抱えていた、(a)支持力算定時に仮定する破壊メカニズムを数値解析結果を元に経験的である、(b)適用可能範囲について示されていないといった課題を解決した。具体的に、(a)に関しては簡易設計法において仮定する地盤内部の円弧状の滑りと石材間の滑動による複合的な破壊メカニズムのうち、地盤内の滑り円の中心位置が単一のパラメータによって表現可能であることを示し、そのパラメータを変化させた際に極限支持力が最小値をとる場合のメカニズムを採用することで、客観的かつ明確な手順に基づく手法に改良した。そして、課題(b)については、昨年度も実施した弾塑性NMM-DDAによる基壇構造の極限支持力解析を追加の構造パラメータに関して実施し、構造条件ごとに数値解析結果に対する簡易算定法による極限支持力の誤差マップを作成することで適用可能範囲を示した。②については土骨格の変形のみを考慮していた従来の弾塑性NMM-DDAを地盤中の不飽和浸透現象を考慮して新たに定式化し、簡易三相系の浸透－変形連成解析手法へと拡張した。手法の妥当性は、既往の模型実験等の解析を通じ検証した。また、石積基壇構造の載荷・浸透解析を実施した結果、基壇構造の破壊形態は、浸透現象と不連続面の力学特性の複合的作用で変化することがわかった。今後開発手法を用いて様々な地盤・降雨条件下でのシミュレーションを行うことで、その力学挙動を明らかにすることが重要となる。

该研究主题旨在制定一个分析法规，该代码可以模拟砌体结构（例如柬埔寨的吴哥废墟和基础地面）之间的相互作用问题，并构建一种评估结构稳定性的方法。今年，我们将主要改善砌体基础结构的修复设计方案。 2）我们致力于开发一种用于考虑不饱和渗透率的地面危险结构系统的变形分析方法。关于1，我们解决了使用类似于去年提出的最终平衡方法来计算砌体结构基础的方法所面临的问题，例如（a）假设计算轴承能力时的断裂机制是基于数值分析的经验性的经验性，并且未显示申请范围。具体而言，关于（a），在简单设计方法中假定的弧形滑动的组合裂缝机制中，这表明地面内滑动圆的中心位置可以通过单个参数表达，并且通过单个参数来实现最终轴承能力的机制，即在一个方法上逐渐降低了一个刻度的范围。关于问题（b），使用弹性塑料的NMM-DDA对基础结构进行了最终轴承能力分析，该结构也是去年进行的，用于其他结构参数，并使用简单的计算方法对每个结构条件创建了最终轴承能力的误差图。关于②，考虑到地面上的不饱和穿透现象，新制定了传统的弹性塑料NMM-DDA，仅考虑了土壤框架的变形。通过对先前模型实验的分析来验证该方法的有效性。此外，在对砌体底座结构进行了加载和渗透分析之后，发现基本结构的断裂形式由于渗透现象的综合作用和不连续表面的机械性能而变化。重要的是要使用开发方法在各种地面和降雨条件下进行模拟来阐明系统的机械行为。