土を用いた落石対策インフラの長寿命化へ向けての土の緩衝メカニズム解明とその対策

【1．堆積層による落石運動エネルギー減衰効果の適正評価に向けた検討】については，落石防護土堤背面のポケット部に存在する堆積層の効果を検討するため，落石をポケット部に入射させる解析を実施した結果，ポケット衝突時に落石エネルギーの6割，土堤衝突時に残りの4割を吸収した．ポケット部の堆積層によるエネルギー減衰効果を適正に評価することで落石対策工の合理的な設計・維持管理が可能となることを示した．また，堆積層の簡易的（低計算コスト）なモデル化を試みた結果，粒子を一列に配置固定したモデルは反発係数を0.01とすることで，多数の粒子群でモデル化する堆積層モデルに比べて若干設計が安全側になる結果を示すものの，落石の異なる入射角度に対するエネルギー減衰率を概ね再現可能であることが分かった．【2．砂以外の土を用いた緩衝材の緩衝メカニズム解明とDEM解析の三次元化】については，実験と解析の応力伝播速度がおおよそ一致するようにモデル化することで，砕石緩衝材の大型衝撃実験結果を概ね再現することに成功した．また，三次元DEM解析の実施により，大型衝撃実験で観測された落体衝撃力の第1波と第2波の間に衝撃力がゼロになる現象を再現することに成功した．これより，落体衝撃力波形が2波存在する原因の解明が期待される．当初の研究計画に加えて検討した【3．ロックシェッド頂版の衝撃応答変位が敷砂緩衝材の耐衝撃挙動に及ぼす影響】については，緩衝材下部の構造物を弾性梁として簡易的にモデル化して検討した結果，弾性梁条件では，緩衝材下部が剛基礎の条件に比べて，落石の自由落下衝突によって緩衝材底面境界が下向きに変位する分，底面境界付近の粒子群が低密度化するため，反射応力波の平均主応力が小さくなり，落体衝撃力及び伝達衝撃力が小さくなることが分かった．これは構造物が損傷するような外力条件における衝撃力波形の解釈に貢献できる．

【1．堆積層による落石運動エネルギー減衰効果の適正評価に向けた検討】については，落石防護土堤背面のポケット部に存在する堆積層の効果を検討するため，落石をポケット部に入射させる解析を実施した結果，ポケット衝突時に落石エネルギーの6割，土堤衝突時に残りの4割を吸収した．ポケット部の堆積層によるエネルギー減衰効果を適正に評価することで落石対策工の合理的な設計・維持管理が可能となることを示した．また，堆積層の簡易的（低計算コスト）なモデル化を試みた結果，粒子を一列に配置固定したモデルは反発係数を0.01とすることで，多数の粒子群でモデル化する堆積層モデルに比べて若干設計が安全側になる結果を示すものの，落石の異なる入射角度に対するエネルギー減衰率を概ね再現可能であることが分かった．【2．砂以外の土を用いた緩衝材の緩衝メカニズム解明とDEM解析の三次元化】については，実験と解析の応力伝播速度がおおよそ一致するようにモデル化することで，砕石緩衝材の大型衝撃実験結果を概ね再現することに成功した．また，三次元DEM解析の実施により，大型衝撃実験で観測された落体衝撃力の第1波と第2波の間に衝撃力がゼロになる現象を再現することに成功した．これより，落体衝撃力波形が2波存在する原因の解明が期待される．当初の研究計画に加えて検討した【3．ロックシェッド頂版の衝撃応答変位が敷砂緩衝材の耐衝撃挙動に及ぼす影響】については，緩衝材下部の構造物を弾性梁として簡易的にモデル化して検討した結果，弾性梁条件では，緩衝材下部が剛基礎の条件に比べて，落石の自由落下衝突によって緩衝材底面境界が下向きに変位する分，底面境界付近の粒子群が低密度化するため，反射応力波の平均主応力が小さくなり，落体衝撃力及び伝達衝撃力が小さくなることが分かった．これは構造物が損傷するような外力条件における衝撃力波形の解釈に貢献できる．