2005 Fiscal Year Annual Research Report
長期にわたる不可逆変動としての広域地盤沈下の数値シミュレーション
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17760389
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| Research Institution | Independent Administrative Institution Port and Airport Research Institute |
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Principal Investigator |
金田 一広 独立行政法人港湾空港技術研究所, 地盤構造部, 研究官 (30314040)
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| Keywords | 地盤沈下 / 弾塑性構成式 / 水〜土連成 / 骨格構造 / 地下水位低下 / 地盤の乱れ / 有限要素解析 |
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| Research Abstract |
地下水揚水に起因する広域地盤沈下は日本のみならず世界の低平地で起こっている災害である。さらにこの地盤変動は不可逆であり、一度地下水位を低下させると、もうもとの地盤には戻らないことが知られている。
近年の地盤の応力〜ひずみの関係、いわゆる構成式の高度化が進み、地盤の骨格構造の記述が可能になっている。代表的なものは名古屋大学の開発した回転硬化上・下負荷面修正カムクレイモデルであり、土骨格構造(構造・過圧密・異方性)の変化を記述している。すなわち、高位な構造にみられる限界状態線より下側での塑性圧縮を伴う軟化、さらに、過圧密粘土にみられる限界状態線より上側での塑性膨張を伴う硬化挙動などである。加えて数値計算の高精度化がすすみ、これら構成式研究と水〜土連成有限変形解析とあわせて、長期圧密沈下挙動のシミュレーションが可能となっている。本研究は、このモデルを用いて、地下水位低下に起因する骨格構造の劣化を考慮した地盤沈下の計算を行っている。
本年度は、地下水位履歴を受けた地盤がたとえ地下水位が回復し沈下が沈静化したとしても、決して安全ではなく、複雑な沈下挙動を数十年から数百年にわたって引き起こす事例の数値解析を示した。
これは、地盤の深部から骨格構造が乱され、いわゆる先行圧密応力が低下し、新たな荷重に対して遅れ圧密を生じやすくしているためである。計算を本年度は平面ひずみ条件に拡張し、多次元による構造劣化の進展について示した。
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