2020 Fiscal Year Annual Research Report
巨大地震・豪雨のマルチハザードに対する飽和／不飽和土構造物の安定性評価と強化対策
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17H01289
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
野田 利弘 名古屋大学, 減災連携研究センター, 教授 (80262872)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 正樹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00252263)
中井 健太郎 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60402484)
酒井 崇之 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20773592)
吉川 高広 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20771075)
山田 正太郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70346815)
河井 正 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10371436)
淺岡 顕 公益財団法人地震予知総合研究振興会, 地震防災調査研究部, 副首席主任研究員 (50093175)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 不飽和土 / 土構造物 / 複合災害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
① 地震と降雨の複合外力に対する地盤・土構造物の変形挙動の評価 ： これまでに高度化を行った空気～水～土骨格連成有限変形解析コードを用いて、地震と降雨の複合外力が河川堤防の力学挙動に与える影響を評価した。具体的には河川水位と堤体内の飽和度を系統的に変化させて地震応答解析を実施した。その結果、堤体内の飽和度が高いほど堤体の変形が大きくなることを示すとともに、河川水位が高いほど堤内側へ堤体が大きく変形することを示した。また降雨境界条件下での地震応答解析にも成功し、地震と降雨の複合外力に対する地盤・土構造物の変形評価手法を確立した。
② Full formulationに基づく解析コードの妥当性検証 ： 透水性が極めて高い土の動的変形問題を解くために開発したfull formulationに基づく解析コードを一次元飽和弾性柱の調和外力作用時の変形問題に適用し、高透水性条件下でも難なく適用可能であることを示した。また、既往のu-p formulationが破綻する条件下でのfull formulationの解には間隙水の相対移流の卓越が認められることから、同解析において相対移流項を考慮することの重要性を指摘した。
③ 解析コードの高速化・大容量化 ： ハイブリッド並列により高速化・大容量化した解析コードについて、地震外力が入力できるようスーパーコンピュータ上の環境を整備し、同手法を用いて三次元弾性・弾塑性堆積盆地の地震時応答解析を実施した。具体的には、非一様な堆積層として球状の盆地構造を有する三次元地盤に地震動を入力し、弾性解析においては多次元効果や表面波の干渉による顕著な増幅が、弾塑性解析においては液状化に伴う堆積層全体の「スロッシング」現象が解かれることを示した。以上より、地震応答解析において三次元性、弾塑性および水～土連成効果を考慮することの重要性を指摘した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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