都市基盤設備を支える土構造物の地震時残留変形量の定量的評価とその設計への応用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455190
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 松尾 稔 名古屋大学, 工学部, 教授 (40025937)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 正樹 名古屋大学, 工学部, 助教授 (00252263) ; 大塚 悟 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (40194203)
• Keywords: 地震 / 残留変形 / 安定性評価 / 繰り返し荷重 / 土・水連成剛塑性変形解析 / 液状化

Research Abstract

都市基盤設備を構成する各種構造物の地震災害防止に寄与することを目的に,砂質土及び粘性土地盤を対象に以下の研究を実施した。
(1)地震に対する土構造物の安全率に関する解析的考察
複雑な時刻歴を持つ繰り返し荷重である地震荷重の荷重履歴を考慮した土構造物の安定解析手法を開発し,代表的な土構造物として盛土を取り上げて数値実験により地震荷重に対する安定性に影響を及ぼす要因について検討・考察し,以下の点を明らかにした。
(1)地震動として基盤の水平方向に正弦波加速度を入力した。盛土の安全率は加速度の周期と共に変化するが,長周期になると加速度方向の反転を考慮した震度法に基づく静的耐震安定解析結果に一致する。
(2)慣用解析法である静的震度法と比較することで本解析手法による地震荷重に対する安全率の妥当性を明らかにした。また過去に実測された地震波に対して盛土の安定性を評価し,慣用解析の解析誤差を明らかにした。
(2)土・水連成剛塑性変形解析の開発
地震による地盤の残留変形量を予測するために,剛塑性仮定を用いた動的変形解析手法を開発した。剛体運動から,塑性流動,そして剛体運動と荷重履歴に応じて合理的に変形を評価できることを具体例を示して明らかにした。間隙水圧の蓄積による地盤強度の劣化と,強度劣化によって引き起こされる地盤の運動,間隙水圧の消散による強度回復とそれに伴う地盤運動の収束過程を表現した。地盤が完全に液状化に至っても,継続して解析できる点は従来にない解析上の特徴である。

Research Products

• [Publications] 大塚悟,小島真志,松尾稔: "動的繰り返し荷重による残留変形に及ぼす幾何学的形状変化の影響" 土質工学会中部支部第7地盤工学シンポジウム論文集. 45-52 (1995)
• [Publications] 大塚悟,山田英司,松尾稔: "土構造物の動的安全性の評価の検討と地盤の動的支持力解析への応用" 粘性土の動的性質に関するシンポジウム論文集. 221-226 (1995)
• [Publications] 大塚悟,山田英司,松尾稔: "動的荷重に対する土構造物の安定性評価とその検討" 第40回地盤工学シンポジウム論文集. 265-270 (1995)
• [Publications] S.Ohtsuka,M.Matsuo: "Rigid Plastic Dynamic Deformation Analysis of Soil Structures" Proc.of First International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering. Vol.2. 1147-1152 (1995)
• [Publications] S.Ohtsuka,M.Matsuo: "Residual Deformation Assessment Against Dynamic Loads" Proc.of Asia-Pacific Conference on Shock and Impact Loads on Structures. 363-368 (1996)
• [Publications] 大塚悟,山田英司,寺川邦明,松尾稔: "粘性土地盤上盛土の耐震安定性" 地盤工学会中部支部第8回地盤工学シンポジウム論文集. 97-102 (1996)