2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development and validation of a damage prediction method for reliquefaction taking into consideration the variation in induced anisotropy during liquefaction
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19H02402
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山田 正太郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70346815)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
京谷 孝史 東北大学, 工学研究科, 教授 (00186347)
中野 正樹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00252263)
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)
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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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 液状化 / 再液状化 / 弾塑性 / 複合負荷 / 水～土連成解析 / 誘導異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに三軸試験装置および中空ねじり試験装置を用いた系統的な実験により，液状化中に生じる誘導異方性の変動の様子を捉えるとともに，再液状化に及ぼす異方性の影響を把握している．加えて，骨格構造概念に基づくSYS Cam-clay modelと非排水せん断挙動の特徴を再現可能な非関連Drucker-Prager modelが同時に負荷を呈することが可能な複合負荷弾塑性構成式を開発している．誘導異方性の発展や中間主応力の影響を考慮するなど，構成則の更なる高度化を図った．本年度は，複合負荷弾塑性構成式を慣性力を考慮した水～土連成解析コードに実装した上で高い精度で計算が可能な応力の更新方法の開発を行った．同構成式を導入した解析コードの検証を行い，安定的に計算が可能であることを示した．
一次元の地震応答解析を実施し，水～土連成の境界値問題として再液状化が表現可能であることを実証することができた．一連の解析の中で，一度液状化した地盤の液状化強度が履歴を受ける以前よりも低下することを表現可能であるとともに，このような現象が生じるのは，液状化終了時に異方性が高位に発達しているからであることを解析的に示すことができた．
さらに，盛土を有する砂礫地盤を対象とした動的な遠心模型実験のシミュレーションを実施した．開発したコードの実用性の検証を行い，計測結果の特徴を概ね再現できることを確かめた．また，同模型実験へ入力した地震動は東海・東南海連動地震の中でも最大規模のものであるが，そのような巨大な地震動を入力しても安定的に計算が可能であることを確認することができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2年目に予定していた慣性力を考慮した水～土連成解析コードへの開発コードの実装を行うことができた．また，液状化時においても安定的な計算を可能にする応力更新アルゴリズムを構築するとともに，開発したアルゴリズムおよび解析コードの精度と安定性を検証することができた．1次元および多次元の解析を遂行することができ，概ね順調な成果を上げることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はより高い精度での計算が可能となるように，構成式の更なる高度化を行う予定である．また，開発した複合負荷弾塑性構成式を実装した水～土連成解析コードによる地震応答解析を実施し，再液状化リスクの評価手法を確立することを目指す．また，これまでの実験的研究の中で，物理特性が再液状化のしやすさに与える影響が明らかになってきた．この成果を再液状化のしやすさを評価するための一次スクリーニングとして活用することについても検討する．
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