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2017 年度 実績報告書

構造物の要求性能照査のための地盤抵抗の粘り強さ指標に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06223
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

山崎 浩之  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 特別研究主幹 (10371759)

研究分担者 金田 一広  株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員(移行) (30314040)
大塚 悟  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40194203)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード粘り強さ / 護岸 / 防波堤 / 安定解析 / 有限要素法 / 安全率 / 模型試験
研究実績の概要

東日本大震災での経験から、設計外力以上の荷重に対して構造物の「粘り強さ」が求められている。しかし、粘り強さがどの程度あるかなどの指標がないのが現状である。また、現行設計では極大地震に対してどの程度の「粘り強さ」があるかについての照査も大切である。
そこで、粘り強さの定量化を目的として、まず、ケーソン式護岸の粘り強さを調べるために構造形式を変えた模型振動台試験を実施した。試験結果を動的有限要素解析による数値計算で解析し、試験結果のシミュレーションが可能なことを確認した。そして、地震荷重増大にともなう、護岸変位の発達特性と各構造形式の関係を考察した。
さらに、ケーソン式防波堤構造物の安定性評価を目的に、別途実施した遠心載荷模型試験の結果を対象に剛塑性有限要素法を用いた数値解析を実施した。実験の条件に応じて、上下流の水位差のない条件と水位差のある条件について、設計法で用いられる慣用解析手法に基づく数値解析の外、防波堤基礎部の浸透力を考慮した数値解析を実施した。模型試験の比較では両手法ともに妥当な解析結果を与えており、慣用解析手法でも合理的な評価が可能であることを明らかにした。
これらの検討をふまえて、構造形式による粘り強さの違いを定量化するために、地震荷重に対するケーソン式護岸の模型振動台試験結果を対象に、従来の設計法で用いられている震度法に基づく安定解析を行った。安定解析では滑動、転倒に対する安全率を調べ、作用震度とケーソンの変位量の関係を検討した。その結果、基準変位量、基準安全率を定義し、これを用いて変位量、安全率を正規化することにより、設計外力以上の地震動が作用した場合の、各構造形式の粘り強さの違いを、定量的に表すことが可能であることを確認した。
以上のように、粘り強さの定量化手法を、従来からの設計法を利用して、ケーソン式護岸について示すことができた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Identification of shear strength and seismic coefficient by back analyzing surficial slides in 2004 Mid-Niigata prefecture earthquake2018

    • 著者名/発表者名
      Surangani Bandara, Satoru Ohtsuka and Yutaka Fukumoto
    • 雑誌名

      Landslide

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of wide area landslides induced by 2004 Mid Niigata prefecture earthquake in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Surangani Bandara and Satoru Ohtsuka
    • 雑誌名

      Landslides

      巻: Vol.14, No.6 ページ: 1877-1886

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10346-017-0819-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 擁壁の地震時主働土圧に関する解析的考察2017

    • 著者名/発表者名
      水野和憲,前田宗春,大塚悟,小林俊一
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: Vol.73, No.2 ページ: I_313-I_320

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejam.73.I_313

    • 査読あり
  • [学会発表] Stability analysis of caisson type seawall against tsunami in comparison with model tests2019

    • 著者名/発表者名
      Satoru Ohtsuka, Yutaka Fukumoto, Hiroyuki Yamazaki and Kazuhiro Kaneda
    • 学会等名
      16th Asia Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultimate lateral resistance of piles group in clayey soils against various directions of ground movement2018

    • 著者名/発表者名
      Quang N.Pham, Satoru Ohtsuka, Koichi Isobe and Yutaka Fukumoto
    • 学会等名
      The first Vietnam Symposium on Advances in Offshore Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘り強いケーソン式護岸の1G振動台実験と数値解析による検討2018

    • 著者名/発表者名
      山崎浩之、金田一広、大塚悟
    • 学会等名
      土木学会年次研究発表会
  • [学会発表] Examination of Caisson-type Quay Wall for Resilient Structure by using 1G Shaking Table Test2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kaneda, Hiroyuki Yamazaki and Satoru Ohtsuka
    • 学会等名
      1st Vietnam symposium on advances in offshore engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] ケーソン海岸防波堤の津波に対する安定解析2018

    • 著者名/発表者名
      Ho Sy Quoc、高木大地、大塚悟、福元豊、山崎浩之、金田一広
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] Group effect on ultimate lateral resistance of piles in clayey soils against horizontal ground movement2017

    • 著者名/発表者名
      Quang N.Pham, Satoru Ohtsuka, Koichi Isobe and Yutaka Fukumoto
    • 学会等名
      15th International Conference of the Internal Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] ケーソン式防波堤の鉛直傾斜荷重に対する支持力解析2017

    • 著者名/発表者名
      山根悠司、 大塚悟、 山崎浩之、 金田一広
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] Numerical simulations with cushioning material installed behind the retaining wall for Resilient Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Kaneda Kazuhiro, Yamazaki Hiroyuki, and Ohtsuka Satoru
    • 学会等名
      6th ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Preventing liquefaction by using grid-form deep mixing walls on a liquefiable soil layer below a non-liquefiable layer2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kaneda, Masayuki Imai
    • 学会等名
      19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultimate bearing capacity of clayer footing under squeeze breakdown using rigid plastic finite element method2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kaneda, Masamichi Aoki, Tomohiro Tanikawa and Satoru Ohtsuka
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment
    • 国際学会
  • [学会発表] 1G振動台実験による粘り強いケーソン式岸壁の検討2017

    • 著者名/発表者名
      山崎浩之、佐々真志、金田一広、大塚悟
    • 学会等名
      土木学会年次研究発表会

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公開日: 2018-12-17  

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