2004 Fiscal Year Annual Research Report
土の引っ張り破壊を考慮した土構造物の地震時評価手法の開発
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16310130
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
酒井 久和 独立行政法人防災科学技術研究所, 地震防災フロンティア研究センター, 研究員 (00360371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末富 岩雄 独立行政法人防災科学技術研究所, 地震防災フロンティア研究センター, 副チームリーダー
ブリード ネルソン 独立行政法人防災科学技術研究所, 地震防災フロンティア研究センター, 研究員
吉田 望 応用地質株式会社, 技術本部・地震防災センター, 技師長
飛田 善雄 東北学院大学, 工学部, 教授 (40124606)
澤田 純男 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70187293)
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| Keywords | 引っ張り破壊 / 構成モデル / 地震応答解析 / 土構造物 / 2次災害 / 脆性挙動 / 有限要素法 / 広帯域強振動予測 |
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| Research Abstract |
1.土の引っ張り破壊を考慮した構成モデルの開発を目的として、実際の土の引っ張り城での挙動の解明を行った。土の引っ張り試験機を開発し、単純引っ張り試験機、中空ねじり試験機を利用した内圧負荷試験、ねじりせん断試験による引っ張り試験2種類、圧裂試験の合計4種類の試験を実施した。練り返しカオリン粘土供試体を圧密試験機により作成し、実験を行った結果、引っ張り応力の作用面に平行して発生することが分かった。
2.土の脆性挙動の定式化を目的として、引っ張り構成モデルについての基本的検討を行った。有限要素法によく利用されるRotsモデルと引っ張りと圧縮の脆性挙動を表現するOrtizモデルについて(両者共に連続体モデルであり、要素依存性、数値解析の不安定性をもたらす可能性がある)、仔細に検討した。この結果、Ortizモデルが土の脆性挙動の表現位ついて可能性が高く、繰り返し(引っ張りと圧縮の交番荷重)戴荷時への拡張を考慮することにより、地震時応答解析への適用の可能性があることが分かった。
3.土の引っ張り破壊を考慮した構成モデルを構築し、静的な傾斜破壊実験や地震時に被災した鉄道盛土に対して解析を行った結果、構造物の崩壊現象を数値シミュレーションするために、土の引っ張り破壊を考慮することが重要であることが示唆された。
4.開発した広帯域強震動予測手法を検証するために、Marmara海域(トルコ)の震源断層をもとに強振動予測をおこなった。その結果、断層破壊過程におけるforward directivityが加速度応答スペクトルの1秒以上の長周期成分を左右することが分かり、震源の破壊開始点がサイトの地震動特性を決定づける重要なパラメーターであることが示された。
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