| 研究課題/領域番号 |
21K14241
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
宮崎 祐輔 京都大学, 工学研究科, 助教 (10847320)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | カルバート / 液状化 / 地震時追随性 / 2016年熊本地震 / 遠心模型実験 / 有限要素解析 / 力覚センサ / ボックスカルバート / 目開き / アンダーパス / 供用性 / 地震時被害 / 土-構造物相互作用 / 軟弱地盤 / 盛土 / 高速道路 / 地震時モード |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，カルバート躯体の損傷が軽微であっても災害直後の交通機能を損なう事例が繰り返し報告されている．これは，段差，継ぎ目の目開きなど被害の三次元性を考慮できない現行設計手法の限界を示唆している．設計の高度化が進まない背景には，これまでカルバート・盛土の動的相互作用が全体系の地震時変形に及ぼす影響が明らかにされていないためである．この課題を解決するために，カルバートと盛土の挙動が乖離する条件，すなわち，カルバートと盛土が地震時追随性を失うメカニズムを解明する必要がある．そこで，本研究では，過去の被災事例分析を基に，この地震時追随性を損なう条件を特定し，そのメカニズムを模型実験により解明する．
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| 研究成果の概要 |
過去の地震時被害に関する調査から，液状化層を有する基礎地盤上に建設されたボックスカルバートを含む盛土の構造を三次元にモデル化し，動的遠心力載荷実験を実施した．実験の結果，盛土直下よりもカルバート直下で，液状化が進行し，さらにカルバートの坑口より継ぎ目直下で液状化が進行することが計測的に解明された．この現象を理解するために，土水連成弾塑性有限要素法による動的解析を実施した．数値解析の結果，実験と同様にカルバート直下で液状化が進行する現象が再現された．このことから，カルバートの底版が基礎地盤の有効応力を低下させることに寄与したといえる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果から，見かけの単位体積重量の小さいカルバートのような構造物が液状化層を有する基礎地盤上に敷設された場合，液状化をより進行させる可能性が示された．このような可能性については，現行のカルバート工の設計指針において何ら留意されていない．このような事象を確認した先行研究が殆どなく，また，一般に上載構造物は基礎地盤内の有効応力を増大させるため，液状化にとって不利に働かないと考えられてきたことが原因と考える．本研究をさらに発展させることで，本事象の発生条件を一般化し，他の社会基盤構造物において同様の懸念がないか，明らかにすることが期待できる．
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