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本研究では、従来の地震時斜面安定解析法の問題点を克服し、さらに発展させることを目的として、動的弾塑性FEMを用いた解析法を提案し、その適用性について検討する。本研究で提案する土の繰り返しモデルは、繰り返し三軸試験結果から得られるG-γとh-γ関係をそのまま利用でき、さらに粘着力cと摩擦角φを考慮できる全応力型の構成モデルである。このモデルを組込んだ動的弾塑性FEMプログラムを開発した。
この繰り返しモデルの適用性と解析プログラムの精度を検証するために、他の機関で実施された動的遠心膜型実験結果を利用した。(1)建設省土木研究所で実施された粘土地盤上の盛土の破壊実験結果を解析し、良好な一致をみた。また深層地盤改良工の効果に関する実験結果を解析することにより、本解析法が地盤改良工の効果を適切に評価しうることを示した。(2)清水建設技術研究所で実施された、cとφを持つ斜面の動的遠心実験結果を本プログラムで解析し、地震時の斜面の残留(塑性)変形を精度良く評価し得ることを示した。慣用的なNewmark法では、斜面の動的応答特性が表現できないことと、滑り面が固定されることから、精度の良い予測は出来ないことを示した。
提案した繰り返しモデルでは、土のダイレイタイシー現象を比較的精度良く表現できることから、振動によるゆるい地盤の沈下や、飽和砂地盤の液状化現象の解析に応用できる可能性を示すことができた。これらを2年目の課題として研究する予定である。
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