2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of distributed memory parallel MPM-MPS coupled analysis method and numerical analysis of scouring of embankment due to overflow induced by tsunami
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17K05152
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| Research Institution | Railway Technical Research Institute |
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Principal Investigator |
室谷 浩平 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 鉄道力学研究部, 主任研究員 (20434061)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高垣 昌和 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 鉄道力学研究部, 上席研究員GL (50334363)
渡邉 健治 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80425925)
阿部 慶太 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 構造物技術研究部, 主任研究員 (10425928)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 洗堀解析 / MPM-MPS連成解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2011年東北地方太平洋沖地震では、津波による鉄道盛土、道路盛土の被害が多く発生した。このような津波による被害は、波圧による破壊よりも長時間の越流による洗掘の方が深刻であることが、被害調査分析や模型実験を用いた検討により報告されている。そこで、盛土に対して津波越流による洗掘解析を実施できる解析手法の開発を目的とした。津波越流解析にはMPS(Moving Particle Simulation)法、洗掘解析にはMPM(Material Point Method)法を用い、連成界面において適切な変形・分離・結合と効率的な物理量の受け渡しを実現できる連成解析手法を開発し、開発した解析手法を用いた盛土の洗掘実験の再現解析を実施した。以下に主な実施内容を示す。
（１）地盤の大変形を解析可能なMPM法と水の流れを解析可能なMPS法を双方向に連成した解析手法を開発した。
（２）過去に鉄道総研で実施した、補強盛土の洗掘実験の再現解析を実施した。その結果、開発した洗掘解析手法により、概ね洗掘形状を再現できることを確認した。
（３）洗掘解析の結果より、水の流速と地盤のひずみ分布を可視化することができるようになり、洗掘時の流速と地盤内のひずみ集中箇所について把握できることを確認した。
（４）本解析手法により、将来予想される南海トラフ地震などでの洗掘被害を予想することが可能となる。さらに、近年被害が多い、河川橋りょう橋脚の洗掘被害の予測、対策技術の評価方法の開発に向けた基盤ツールになる。
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[Journal Article] Dynamic centrifuge model tests and material point method analysis of the impact force of a sliding soil mass caused by earthquake-induced slope failure2019
Author(s)
Nakajima, S., Abe, K., Shinoda, M., Nakamura, S., Nakamura, H. and Chigira, K.
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Journal Title
Soils and Foundations
Volume: Vol. 59, No.6
Pages: 1813-1829
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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