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地下水流動と汚染物質移動の並列コンピュータによる数値解析に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13660239
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業土木学・農村計画学
研究機関東京大学

研究代表者

田中 忠次  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (70167500)

研究分担者 酒井 一人  琉球大学, 農学部, 助教授 (10253949)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2001年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード浸透解析 / 非線形解析 / 有限要素法 / 弾塑性構成式 / 繰返し載荷 / 動的解析 / 浸透破壊 / 弾塑性解析 / 並列処理
研究概要

地盤材料のようなひずみ軟化特性を示す材料の境界値問題はひずみの局所化、数値的不安定性など多くの困難を抱えている。有限要素の大きさに依存するひずみ軟化特性を与える定式化によりこの問題の解決を図り、解析の客観性を得る方法を開発した。非関連流れ則を考慮した弾塑性有限要素解析手法を用いて模型実験を解析し、砂の強度の異方性,応力レベルの依存性,ひずみ軟化および剪断帯の発生をすべて考慮した解析により、はじめて実験結果を良好に再現できることが明らかになった。
非線形解法についても新たな手法の開発を行った。Explicit型の解法を適用した動的緩和法は、並列処理方式の解法に適しており、さらに地盤のような内部摩擦を有する材料に対しても有効である。しかし、Explicit型の解法では、地盤と金属製の構造物の相互作用解析などでは、解の収束性が落ちることも見出された。この問題を解決するために、さらにImplicit-Explicit型の三次元動的緩和法を開発し、擁壁状の抗土圧構造物の実験と比較した。Implicit-Explicit型の解法は崩壊時の挙動も実験とよく一致する結果を与えることが検証された。
地盤における浸透水の流動に伴う浸透力で構造物基礎が崩壊する事例が多いことから、浸透流及び弾塑性構成モデルを用いた有限要素解析手法を適用して、浸透破壊解析を行い、室内モデル実験と比較した。開発した解析手法を室内実験に適用し、解析結果と実験結果が良く一致することが確認された。
一面剪断試騨、斜面安定問題に開発した弾塑性解析手法を適用した。特に斜面安定問題について、二次元解析と三次元解析の結果を比較したところ、実験とほぼ一致した崩壊荷重が得られた。粘着力を有する湿潤斜面の崩壊については、斜面端部にフーチング荷車を作用させた実験を行い、弾塑性有限要素解析が有効であることが確認され。今後より詳しく斜面崩壊の検討を進めていく上で高い適用性があると思われる。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] 田中忠次, 阿部剛士: "弾塑性有限要素解析による一面剪断試験の解析"農業土木学会論文集. 218. 11-17 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 酒井俊典, 坂上最一, 田中忠次: "密詰め砂地盤における拡底基礎アンカーの引抜き荷重に関する研究"農業土木学会論文集. 220. 1-7 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森洋, 田中忠次: "地震時の斜面安定問題を対象とした準静的弾塑性有限要素解析と円弧すべり計算"農業土木学会論文集. 222. 85-92 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Masukawa, M.Yasunaka, T.Tanaka, Y.Kohgo: "Dynamic Progressive Failure of Earthfill Dam Models due to Strong Motions and Their Analyses."Transactions 21th ICOLD. 613-629 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, K.Okajima, H.Mori: "Finite Element Analysis for Elasto-Plastic Strain Hardening-Softening Soil Model with Shear Banding"ASCE. (印刷中). (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, H.Mori: "Computational Aspects for Deformation of Strain Softening"Proc.2^<nd> Conf.on Advances in Soft Soil Engineering and Technology. 277-297 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, Z.Zhang, T.Komatsu: "Seepage Failure Analysis of Fixed Sheet-Pile Wall"Foundation Engineering on Problematic Soil Ground.Proc.of Int.Geotech.Symp.. 13-16 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, M.Imada: "Elasto-Plastic Finite Element Computations for a Model of L-Type Retaining Wall"Deformation Characteristics of Geomaterials. 969-973 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大澤和敏, 酒井一人, 吉永安俊, 田中忠次, 島田正志: "農業流域での多点同時観測による浮遊土砂動態の検討-沖縄県における赤土流出モデルに関する研究"農業土木学会論文集. 229. 101-108 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, D.Harada, S.Masukawa: "Dynamic Progressive Failure of Embankment Dams"ASCE 17^<th> Engineering Mechanics Conference. (印刷中). (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka: "Cyclic Elasto-Plastic Constitutive Model and Finite Element Analysis"Int.Conf.On Computational & Experimental Engineering and Sciences. (印刷中). (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森洋, 田中忠次: "弾塑性有限要素解析を用いた一面剪断試験による上下剪断箱の影響"農業土木学会論文集. (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, T.Abe: "Elasto-Plastic Finite Element Analysis of Direct Shear Test."Trans.Japanese Society of Irrigation, Drainage and Reclamation Eng.. No218. 11-17 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sakai, S.Sakajo, T.Tanaka: "Study of the Uplift Resistance of Belied Anchor with Dense Sand."Trans.Japanese Society of Irrigation, Drainage and Reclamation Eng.. No.220. 1-7 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Mori, T.Tanaka: "Pseudo-Static Elasto-Plastic Finite Element Analysis and Circular Slip Calculation on Seismic Stability of Slope"Trans.Japanese Society of Irrigation, Drainage and Reclamation Eng.. No.222. 85-92 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Masukawa, M.Yasunaka, T.Tanaka, Y.Kohgo: "Dynamic Progressive Failure of Earthfill Dam Models due to Strong Motions and Their Analyses."Transactions 21th ICOLD. Q.83-R.36. 613-619 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, K.Okajima, H.Mori: "Finite Element Analysis for Elasto-Plastic Strain Hardening-Softening Soil Model with Shear Banding."ASCE. (In print). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, H.Mori: "Computational Aspects for Deformation of Strain Softening Soils"Proc.2^<nd> Conf. on Advances in Soft Soil Engineering and Technology. 277-297 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, Z.Zhang, T.Komatsu: "Seepage Failure Analysis of Fixed Sheet-Pile Wall."Proc.of the Int. Geotechnical Symp., Foundation Eng. on Problematic Soil Ground Sankt-Petersburg. 13-16 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, M.Imada: "Elasto-Plastic Finite Element Computations for a Model of L-Type Retaining Wall"Deformation Characteristics of Geomaterials, Lyon. 969-973 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Osawa, K.Sakai, A.Yoshinaga, T.Tanaka, M.Shimada: "Multi-Point Observation for Susoended Sediment Movement in Agricultural Basin"Trans.Japanese Society of Irrigation, Drainage and Reclamation Eng. No.229. 101-108 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka, D.Harada, S.Masukawa: "Dynamic Progressive Failure of Embankment Dams."ASCE 17^<th> Engineering Mechanics Conference. (In Print). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tanaka: "Cyclic Elasto-Plastic Constitutive Model and Finite Element Analysis"Int.Conf. On Computational & Experimental Engineering and Sciences, Porutogal. (In Print). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Mori, T.Tanaka: "Effect of Opening between Upper and Lower Shear Box in Direct Shesr Test by Elasto-Plastic Finite Element Analysis."Trans.Japanese Society of Irrigation, Drainage Reclamation Eng. (In Print). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Masukawa, M.Yasunaka, T.Tanaka, Y.Kohgo: "Dynamic Progressive Failure of Earthfill Dam Models Due to Strong Motions and Their Analyses"Transactions 21th ICOLD. 613-629 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanaka: "Computational Aspects for Deformation of Strain Softening Soils. (Invited Paper)"Proc.2^<nd> Conf.on Advances in Soft Soil Engineering and Technology. 277-297 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanaka: "Elasto-Plastic Strain Hardening-Softening Soil Model with Shear Banding"Constitutive Modeling of Geomaterials Selected Contributions from F.L.Dimaggio Symposium (ASCE). CRC Press. 24-39 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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