2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04413
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
中澤 博志 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 主幹研究員 (20328561)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Hemanta Hazarika 九州大学, 工学研究院, 教授 (00311043)
田端 憲太郎 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 主任研究員 (30282958)
末次 大輔 佐賀大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (30423619)
原 忠 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 教授 (80407874)
張 浩 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (90452325)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 地盤防災 / 蛇籠 / 擁壁 / 模型実験 / 実大実験 / 数値解析 / 耐震設計 / 試行くさび法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、蛇籠擁壁を対象に、文献や現地調査に始まり、実大規模模型実験による耐震性検証を経て、耐震設計手法の確立を目的としている。この目標を達成するため、平成29年度は、以下の項目を実施し、耐震解析手法確立の基礎を構築することができた。
（１）蛇篭の中詰土の変形・強度特性を把握するため、粒子径を調整した粗粒材を用い、粒子形状と粒子破砕性に着目した中詰土の排水せん断試験および繰返し排水せん断試験を行った。一連の試験から、粒子形状が丸い方がよりせん断抵抗が大きいことを明らかにした。
（２）複数のミニチュア蛇篭模型により、水平載荷実験を実施した。供試体のせん断変形による番線の拘束効果を確認し、結合方法の違いにより変形抑制効果が異なることを明らかにした。
（３）実大規模の蛇籠擁壁と背後地盤を作製し、現場で施工可能な２種類の蛇籠擁壁構造についての加振実験を実施し、地震時挙動把握および耐震性検証を行った。擁壁構造は、階段状のもたれ式擁壁および蛇籠の個数を増やした重力式とし、いずれも擁壁高さを3m、背後地盤の奥行きは8m程度とした。模型の施工にあたり現場での設計・施工を念頭においたサウンディング調査および加振前後に３Dレーザー測量を行い、残留変形の把握を行った。前年度に実施した直立蛇籠擁壁の実験結果と比較し、上記2ケースは変形も少なく、より安定した耐震性を有する構造であることを把握した。
（４）実大規模実験結果を対象とした安定計算とFEMによる再現解析を実施した。使用するパラメタについては、（１）および（２）における試験・実験結果に基づき設定した。背後地盤の安定性に関し、試行くさび法により検討が可能であること、また、FEM解析のモデル化に際し、通常扱うソリッド要素として蛇籠擁壁を扱っても、変形の再現が可能であることを示し、蛇籠擁壁のための耐震設計手法の基礎的な部分の検証をすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
H29年度の当初の計画に関し、（１）室内要素試験による中詰土のせん断特性の評価、（２）ミニチュア蛇篭模型実験、（３）実大規模模型実験による地震時耐震性の検証、および（４）数値解析による被害の再現の4項目について計画されていた。
（１）について、現場で判断が難しい中詰め材形状の良し悪しについて、せん断メカニズムの把握を通じて判定材料とすることができ、（２）については蛇籠擁壁被害の様相を最も左右する緊結の有無について、定量的な把握をすることができた。
（３）については、前年度実施分と合わせ3ケースの実大実験を実施し、コスト縮減による耐震化策の検証をすることができ、ここまでは、当初の想像した以上に研究成果が得られ、進展した。（４）に関しては、蛇籠擁壁のFEMモデルの検討までで、今後、耐震設計手法の確立に向けては、解析の精度を検討する必要がある。しかし、肝心の実大規模模型実験を完遂することができており、FEMに関しては、H30年度に検討を終えるための十分なデータの蓄積ができている。
上記を総合的に見て、当初の計画以上に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度は3ヵ年の最終年であり、最終的に耐震性蛇籠擁壁の開発と耐震性評価手法を提案し、被害軽減のための具体策を示すため，過去2ヵ年に実施した調査結果のまとめ、室内要素試験、小型模型実験、および実大規模模型実験までの検討結果の一連のまとめを行うことを予定する。検討項目としては、
１．文献調査・調査結果の技術者向けアーカイブを作製、室内要素試験から実大規模模型実験までの検討結果のまとめ
２．実大模型実験結果を対象とした安定計算および数値解析を実施し、より実用的な蛇籠擁壁の解析パラメタの設定および解析モデル作成方法の提案を行い評価手法の構築を行う。
３．上記２項目を考慮した具体的な設計手法と施工方法の確立・提案を行い、地震被害軽減のための具体策の提示を行う。
H29年度実施の研究項目のうち、（４）数値解析による被害の再現について、より詳細に検討し、解析的アプローチの手法を構築する必要があるが、上記２に組み込まれており、今後の研究計画を当初通り変更なく、また、研究推進上、問題なく実施できると判断する。
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