貫入試験サンプリング時に乱される周辺地盤の高精度破壊予測手法

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本研究では、固体及び流体の両方に適応できるArbitrary Lagrangian-Eulerian手法(ALE手法)を取り入れ、土質材料の破壊時近傍の変形解析を行った。ALE手法はLagrange的記述とEuler的記述の両方を取り扱うことができるので、地盤の流動及び大変形解析には非常に適していると考えられる。提案した解析手法を用いて、粘性土地盤に対する剛体の貫入を疑似した有限要素解析を行った。解析には足立・岡の弾粘塑性構成式(1982)を用いた。ALE手法においては、有限要素解析において有限要素メッシュを作成する際、メッシュ節点の種類の指定を行わなければならない。本研究においては数値解析を行う際、4節点で定義する要素メッシュを用いたため、メッシュ節点の指定により解析結果に大きな影響を与えることを確認した。しかしながら、節点の指定が適性に行われた場合には、通常のup-dated Lagrangian手法に基づいた有限変形理論を用いた有限要素解析よりもかなり大変形域までの解析が可能となった。適性なメッシュ節点の指定を行う方法を見つけることが今後の課題として残された。また、大変形域になると要素メッシュが変形しすぎて解を発散させてしまう場合が多いが、解析に用いる要素を4節点から8節点に変更することにより解に発散を回避できるものと考えられるが、これも節点の指定に大きく関わるものとわかった。さらに、粘性土の間隙水を考慮に入れていない解析を行っていたため、多くの解析パターンを望むことができなかったが、現在水の連続式をこれまでの解析ブログラムに導入する作業を行う段階にありさらなる大変形解析を行えるものと思われる。