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剛塑性有限要素法の地盤工学への応用に関する総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15360252
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地盤工学
研究機関京都大学

研究代表者

田村 武  京都大学, 工学研究科, 教授 (30026330)

研究分担者 角 哲也  京都大学, 工学研究科, 助教授 (40311732)
大塚 悟  長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (40194203)
木村 亮  京都大学, 工学研究科, 助教授 (30177927)
岸田 潔  京都大学, 工学研究科, 助教授 (20243066)
小林 俊一  京都大学, 工学研究科, 助手 (10243065)
小西 真治  鉄道総合技術研究所, 構造物技術研究部, 主任研究員(研究職)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2003年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード極限解析 / 限界状態 / 塑性論 / 荷重係数 / メカニズム / 拘束条件 / 適合条件 / 流れ則 / 有限要素法 / つりあい条件
研究概要

剛性有限要素法は,構造物の極限解析を行う数値計算法の1つであり,必要な材料定数の数が少なく,境界条件の取り方に対する解の安定性は極めて高い.そのよう意味から工学的な価値はもっと強調されるべきである.しかし,従来の弾性あるいは弾塑性有限要素法と比べて,プログラミングが少し複雑であるため,まだまだ完全に認知された一般的な手法にまで大衆化されていない.
本研究の最大の趣旨は,剛塑性有限要素法の利点を世にアピールするとともにそのプログラミングを公開し,その有効性を知らしめることにある.そのような観点から剛塑性有限要素法の基礎的理論を改めて見直し,改良すべき点を明らかにするとともに,より強力な計算ツールとすべく研究を進めている.2年間の研究を引き継いで本年度に実施した研究は下記のようであるが,これらについては論文として発表した.
1.弾性域と思われる領域の扱い:
剛塑性有限要素法では,解析対象である全領域が塑性状態にあると仮定する.しかし,実際には塑性状態ではない領域,すなわち,弾性領域が存在する.プログラミングの上では,その領域に対してある閾値を設けて近似掲計算を行っているが,その閾値の正しい設定やそれによる誤差の大きさが不明であった.そこで,弾性領域は完全な剛体として扱う方法を開発し,現在,投稿準備中である.
2.地下水の存在による極限荷重の変化
地盤構造物の安定解析には地下水の存在は無視できない.とくに地下水の流れがある場合のトンネル切羽の安定性を1つの例題として取り上げ,地下水の影響を検討した.つりあい式に地下水圧の項を考慮することにより,極めて自然な解析方法を確立することが可能となった.これについても論文を発表した.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (19件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] 剛塑性体における最適な強度分布の探索2006

    • 著者名/発表者名
      西藤 潤
    • 雑誌名

      土木学会論文集 (掲載決定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 連結鋼管矢板による鉛直遮水壁の施工技術2006

    • 著者名/発表者名
      木村 亮
    • 雑誌名

      材料 54,11(印刷中)

    • NAID

      110006266418

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal strength distribution of rigid-plastic body2006

    • 著者名/発表者名
      Saito, Jun
    • 雑誌名

      Proc.JSCE (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Construction technology of vertical dam wall by connected steel sheet pile2006

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Makoto
    • 雑誌名

      Zairyo 54-11(in printing)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] キーブロックを対象とした吹付けコンクリートの破壊モードに関する数値解析的研究2005

    • 著者名/発表者名
      田村 武
    • 雑誌名

      土木学会論文集 799/III-72

      ページ: 65-74

    • NAID

      10016122585

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Construction method of shallow railway tunnel in loose sandy ground2005

    • 著者名/発表者名
      小西 真治
    • 雑誌名

      ITA-AITES 2005 World Tunnel Congress & 31st ITA General Assembly 31

      ページ: 903-909

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 間隙水圧の繰り返し載荷を受ける過圧密粘性土のせん断強度2005

    • 著者名/発表者名
      大塚 悟
    • 雑誌名

      地すべり 41,5

      ページ: 29-36

    • NAID

      10014307370

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 岩盤不連続面の2次元・3次元せん断強度モデルの提案2005

    • 著者名/発表者名
      尾澤知憲
    • 雑誌名

      岩盤力学に関するシンポジウム論文集 34

      ページ: 9-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical consideration on failure mode of shotcrete for key-block2005

    • 著者名/発表者名
      Tamura, Takeshi
    • 雑誌名

      Proc.JSCE 799/III-72

      ページ: 65-74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Construction method of shallow railway Tunnel in loose sandy ground2005

    • 著者名/発表者名
      Konishi, Shinji
    • 雑誌名

      ITA-AITES 2005 World Tunnel Congress & 31^<st> ITA General Assembly 31

      ページ: 903-909

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shear strength of over-consolidated clay under cyclic pore pressure loading2005

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka, Satoru
    • 雑誌名

      Landslide 41-5

      ページ: 29-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A model for 2 and 3 dimensional shear strengtrh of discontinuity of rock2005

    • 著者名/発表者名
      Ozawa, Tomonori
    • 雑誌名

      Proc.Symposium of Rock Mechanics 34

      ページ: 9-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 地盤内の補強材によるゆるみ土圧の評価に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      田村 武, 毛塚 宏美
    • 雑誌名

      第40回地盤工学研究発表会 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 斜面の浸透特性を考慮した豪雨時の斜面安定解析法の開発2004

    • 著者名/発表者名
      大塚 悟, 山下 良, 池本宏文
    • 雑誌名

      第2回土砂災害に関するシンポジウム論文集

      ページ: 165-170

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 弾塑性FEMとその他の方法-斜面安定解析の数理基礎とその応用-2004

    • 著者名/発表者名
      大塚 悟
    • 雑誌名

      地すべり(講座) Vol.41, No.3

      ページ: 93-96

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 剛塑性極限解析および模型実験による粒状体の力学挙動に関する研究2003

    • 著者名/発表者名
      山田 辰夫, 田村 武
    • 雑誌名

      土木学会論文集 750/III-65

      ページ: 69-76

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Tunnel Face Stability Affected by Ground Water2003

    • 著者名/発表者名
      S.KONIShi NISHIYAMA, T.TAMURA, H.IIDA, Y.TADENUMA
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Workshop on Prediction and Simulation Methods in Geomechanics Vol.1

      ページ: 177-180

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Inverse analysis of material constants for ultimate bearing capacity of sandy soil2003

    • 著者名/発表者名
      S.Ohtsuka, A.Husna
    • 雑誌名

      Proc.of International Symposium on Shallow Foundations Vol.1

      ページ: 397-404

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 剛塑性体における最適な強度分布の探索

    • 著者名/発表者名
      西藤 潤
    • 雑誌名

      土木学会論文集 (掲載決定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] 山田 辰夫, 田村 武: "剛塑性極限解析および模型実験による粒状体の力学挙動に関する研究"土木学会論文集. 750/III-65. 69-76 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.KONIShi NISHIYAMA, T.TAMURA, H.IIDA, Y.TADENUMA: "Evaluation of Tunnel Face Stability Affected by Ground Water"Proceedings of the International workshop on Prediction and simulating Methods in Geomechanics. 177-180 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ohtsuka, A.Husna: "Inverse analysis of material constants for ultimate bearing capacity of sandy soil"Proc.of International Symposium on Shallow Foundations. Vol.1. 397-404 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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