2014 Fiscal Year Annual Research Report
津波による流体力と漂流物による衝突力を受けるコンクリートの動的破壊挙動の解明
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24760357
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
車谷 麻緒 茨城大学, 工学部, 准教授 (20552392)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 破壊シミュレーション / 損傷モデル / 鉄筋コンクリート / 津波シミュレーション / 一般化有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
津波を受けるコンクリート構造物の安全性を評価するには，鉄筋コンクリートの破壊挙動を精度よく再現する必要がある．本研究では，非線形有限要素法に基づく鉄筋コンクリートの破壊シミュレーション手法を開発した．具体的には，独自に定式化した修正von-Mises損傷モデルをコンクリートの材料モデルに適用し，von-Mises塑性モデルを鉄筋の材料モデルに適用した．開発した解析手法の基本性能を検証したのち，引張を受けるRC試験体に本手法を適用した結果，鉄筋まわりに発生する内部ひび割れを3次元で精度よく再現することができた．RCはりの4点曲げ試験に対して，実験結果と解析結果を比較したところ，提案手法による破壊シミュレーションは，実験結果を定量的に再現でき，かつRC部材におけるせん断補強筋の効果を評価可能な解析手法であることを示した．また，デジタル画像解析を用いて，ひび割れ進展を計測し，破壊シミュレーションの結果と比較した結果，実験結果とほぼ同様のひび割れ進展を再現できることも確認した．
津波を受けるコンクリート構造物の安全性を評価するには，構造物に作用する荷重を計算する必要がある．構造物の数値解析には有限要素法を用いるため，本研究では流体解析にも有限要素法を適用した．具体的には，安定化有限要素法を用いて，津波シミュレーション手法を構築した．津波シミュレーションにおける自由表面流れのモデル化には一般化有限要素法を用いて，数値解析の効率化を行った．数値実験を行った結果，文献で示されている実験結果と同様の流体力を得ることができ，また計算時間を約50%短縮することができた．有限要素法による構造物の動的解析手法を構築し，津波シミュレーションから得られた流体力を構造物に与えて動的解析を行い，静的解析との比較を行い，津波を受ける構造物の動的応答を評価した．
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[Presentation] Numerical evaluation of impact tsunami force acted on bridge girders by using a particle method2014
Author(s)
Tanabe, S., Asai, M., Terada, K., Kashiyama, K., Moriguchi, S., Kurumatani, M.
Organizer
Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
Place of Presentation
Sendai
Year and Date
2014-04-16
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[Presentation] A study on impact force of rockfalls against shock-absorbers for retaining walls2014
Author(s)
Sato, Y., Takase, S., Moriguchi, S., Terada, K., Kato, J., Kyoya, T., Kurumatani, M.
Organizer
Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
Place of Presentation
Sendai
Year and Date
2014-04-16
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[Presentation] Fundamental study of free surface flow analysis using PU-based finite element method2014
Author(s)
Endo, S., Watanabe, Y., Abe, S., Kurumatani, M., Takase, S., Moriguchi, S., Asai, M., Terada, K., Kashiyama, K.
Organizer
Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
Place of Presentation
Sendai
Year and Date
2014-04-15
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[Presentation] 2D-3D hybrid method for tsunami simulation based on stabilized finite element method2014
Author(s)
Takase, S., Kato, J., Moriguchi, S., Terada, K., Kyoya, T., Kurumatani, M., Asai, M., Kashiyama, K., Sakuraba, M., Nojima, K.
Organizer
Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
Place of Presentation
Sendai
Year and Date
2014-04-15
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