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強震時の材料非線形化によるフィルダム堤体損傷機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05892
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

林田 洋一  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 上級研究員 (50414454)

研究分担者 増川 晋  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 研究領域長 (00414459)
向後 雄二  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30414452)
田頭 秀和  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, ユニット長 (40414221)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード農業用ダム / 地震時挙動 / 振動模型実験 / ひずみ依存性 / 地震応答解析
研究成果の概要

本研究では、堤体損傷モードの発生要因の一つとして、堤体材料の非線形化に起因する振動モードの時間的・空間的不連続に着目し、現象の発生メカニズムおよび堤体の健全性(機能)への影響を検証した。その結果、一般的な砂質材料模型を対象とした正弦波による加振実験において、入力動の振幅の増大により堤体天端での応答加速度が減少し、入力動と同等もしくはそれを下回る現象が確認された。このことから、2008年岩手・宮城内陸地震本震時に荒砥沢ダムで観察された現象は、ダムの特殊性によるものではないと考えられる。また、加速度応答の増大と堤体変形には明確な関係が認められず、現行の設計体系における課題を示す結果となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2008年岩手・宮城内陸地震本震時に荒砥沢ダムで観察された現象(堤体天端での応答が、基礎の加速度を下回る)は、ダムの特殊性によるものでなく、大規模な地震動が生じた場合、土質材料で築造されたダムにおいて一般的に生じうる現象であることを明らかにした。また、堤体での加速度応答の増大が堤体変形に直結しない結果となっており、現行の設計体系における課題を明らかにする有益な知見が得られたものと考えている。堤体の減衰特性が、入力動の振幅特性および周波数特性の影響を受けることを明らかにし、その評価が堤体の地震時挙動において重要な役割を示すことを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (10件)

  • [学会発表] 堤体の非線形化に伴う減衰特性の変化に関する遠心力載荷模型実験2021

    • 著者名/発表者名
      林田 洋一、向後雄二、増川晋、田頭秀和
    • 学会等名
      令和3年度土木学会全国大会第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 等価線形化法により算定される堤体応答特性に及ぼす減衰定数の影響2021

    • 著者名/発表者名
      林田 洋一、向後雄二、増川晋、田頭秀和
    • 学会等名
      2021年度(第70回)農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 遠心力載荷振動模型実験によるフィルダム堤体の増幅特性に及ぼす入力動の影響検証2020

    • 著者名/発表者名
      林田 洋一、向後雄二、増川晋、田頭秀和
    • 学会等名
      第55回地場工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 加振時の堤体天端沈下挙動に及ぼす入力および応答加速度の影響2020

    • 著者名/発表者名
      林田洋一、向後雄二、増川晋、田頭秀和
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 遠心載荷模型実験によるフィルダム模型の動的挙動に対する含水比の影響2020

    • 著者名/発表者名
      桝谷麻衣、佐藤友孝、田頭秀和、林田洋一、斎藤広隆、向後雄二
    • 学会等名
      2020年度(第69回)農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 材料の異なるフィルダム模型の変形特性の定量的評価2020

    • 著者名/発表者名
      桝谷麻衣、佐藤友孝、田頭秀和、林田洋一、斎藤広隆、向後雄二
    • 学会等名
      第55回地場工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 弾塑性解析による地震時沈下量予測に及ぼす入力パラメータの影響2019

    • 著者名/発表者名
      林田洋一、増川晋、 田頭秀和、 本間雄亮
    • 学会等名
      創立90 周年記念2019 年度(第68 回)農業農村工学会大会講演会講演要旨集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠心載荷振動実験によるフィルダム砂模型の動的挙動への 入力地震波周波数の影響2019

    • 著者名/発表者名
      江口慧、佐藤友孝、ツンツンウィン、桝谷麻衣、田頭秀和、林田洋一、向後雄二
    • 学会等名
      創立90 周年記念2019 年度(第68 回)農業農村工学会大会講演会講演要旨集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠心載荷振動実験によるフィルダム砂模型の変形・破壊挙動 に対する含水比の影響2019

    • 著者名/発表者名
      桝谷 麻衣、佐藤 友孝、Tun Tun Win、江口 慧、田頭 秀和、林田 洋一、向後 雄二
    • 学会等名
      第54 回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 基礎地盤の液状化に伴う堤体変形挙動に及ぼす入力地震動の周波数特性の影響2019

    • 著者名/発表者名
      林田洋一、増川晋、 田頭秀和
    • 学会等名
      第54 回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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