EPSで裏込めされた擁壁の動的応答モデルの開発と耐震性評価に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13750480
• 研究機関: 九州産業大学
• 研究代表者: HEMANTA Hazarika 九州産業大学, 工学部, 助手 (00311043)
• キーワード: Constitutive law / Dynamic interaction / EPS geofoam / Hybrid interactive system / Interface / Lightweight material / Retaining structure / Shaking table test / Seismic earth pressure / Yield stress

研究概要

1、前年度は増分塑性理論を用いて、EPS(Expanded Polystyrene)の新しい構成モデルの開発を試みた。さらに、「構造物-EPS-土」システムの相互作用を考慮した新たなInterfaceの解析モデルを開発した。土の構成モデルとしては、著者が以前開発したCSBモデルを利用することができる。この三つの数値モデルを擁壁土圧のFEM解析に適用して地震時土圧の軽減とその現象の説明をすることができた。この研究の内容は海岸と極地工学の国際会議(ISOPE-2002)で発表された。また、圧縮材としてEPSを利用する場合の静的土圧の軽減効果を室内実験により検討した。この研究の内容は土木学会の第4回国際シムポジウムの会報に登載された。
2、今年度は昨年開発したInterfaceモデルのパラメータの決定および相互作用システムの適用性を広げることを目的として、著者が新たに開発した修正せん断箱を利用してHybrid Interface (EPS-土、EPS-コンクリトおよびEPS-EPS)のせん断試験を行なった。この試験の結果はまだ未発表であるが、実験データを用いて擁壁土圧の軽減法の解析を行なった結果は、他の研究論文に登載されている。これまでの研究に関する幾つかの論文は地盤関連の国際雑誌に現在投稿中である。
3、地震時に擁壁にかかる土圧の軽減および耐震性評価を研明することを目的として、本学工学部の振動台を用いて、模型擁壁の振動実験を行なった。本実験は振動中の動的土圧および振動後の土圧の再配分について追跡したものである。実験から得られた主な結果を示せば以下のとおりである:裏込め材が砂地盤の場合は、加速度の増加に伴って土圧も増加するが、擁壁と裏込め材の間に軽量圧縮材を利用した場合、軽量材の厚さによって動的土圧を30〜60%軽減させることができる。よって、土構造物の裏にEPSなどの軽量材を用いればもっと経済的な耐震性設計が可能である。この実験結果の内容は平成15年5月に米国のハワイで開催される国際会議(ISOPE-2003)と平成15年6月に秋田で開催される第38地盤工学研究発表会に発表予定である。

研究成果

• [文献書誌] Hazarika, H.: "Mitigation of Seismic Hazard on Retaining Structures -A Numerical Experiment"Eleventh International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE-2001), Stavanger, Norway. Vol.2. 459-464 (2001)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S., Ideno, T.: "On the Material Properties of EPS Determined from Laboratory Investigation"Proceedings of the 3^<rd> International Summer Symposium, JSCE, August 2001, Tokyo. 177-180 (2001)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S.: "Numerical Modeling of a Soil-Structure-EPS System"3^<rd> International Conference on EPS-EPS Geofoam 2001, December, 2001, Salt Lake City, USA. (CD ROM). (2001)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S.: "Constitutive Model for Lightweight EPS Geofoam"Proceedings of the International Workshop on Lightweight Geo-Materials, March 26-27, 2002, Tokyo, Japan. 151-158 (2002)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S.Matsuo, Y., Takada, K.: "Evaluation of Lightweight Materials As Geo-inclusion in Reducing Earth Pressure on Retaining wall"4^<th> International Conference on 'Ground Improvement Techniques' March, 2002, Kuala Lumpur, Malaysia. Vol.2. 399-406 (2002)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S.: "An Analysis Model for a Hybrid Interactive System Involving Compressible Buffer Material"Twelfth International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE-2002), Kitakyushu, Japan. Vol.2. 622-629 (2002)
• [文献書誌] 高田 建太郎, 奥園 誠之, Hazarika Hemanta, 松尾 雄治: "圧縮材を用いた擁壁背面土圧の軽減工法に関する模型実験"平成13年度土木学会西部支部研究発表会、佐賀. Vol.3. 428-429 (2002)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S., Matsuo, Y., Takada, K.: "Load Reduction on Soil Structures using Compressible Material"Proceedings of the 4^<th> International Summer Symposium, JSCE, 2002, Kyoto. 235-238 (2002)
• [文献書誌] 高田 建太郎, 奥園 誠之, Hazarika Hemanta, 松尾 雄治: "擁壁の裏込め土圧の軽減工法に関する模型実験"平成14年度土木学会全国大会研究発表会、札幌. Vol.3. 307-308 (2002)
• [文献書誌] 高田 建太郎, 奥園 誠之, Hazarika Hemanta, 松尾 雄治: "クッション材の圧縮効果を用いた土圧軽減工法に関する模型実験"平成14年度土木学会西部支部研究発表会、福岡県京都郡. Vol.3. A356-A357 (2003)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S., Matsuo, Y.: "Seismic Stability Enhancement of Rigid Nonyielding Structures"ISOPE-2003, Hawaii, USA. (To be Published). (2003)
• [文献書誌] Hazarika, H., Okuzono, S., Matsuo, Y.: "Compressible Geoinclusion as a Seismic Earth Pressure Reduction Technique"第38地盤工学研究発表会、秋田. (To be Published). (2003)