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2019 年度 実績報告書

離散体―連続体連成解析で紐解く柔構造擁壁の耐震性能:石積擁壁を中心に

研究課題

研究課題/領域番号 18K13829
研究機関広島大学

研究代表者

橋本 涼太  広島大学, 工学研究科, 助教 (60805349)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード石積構造物 / 地震時挙動 / 数値解析 / 石材の積み方
研究実績の概要

今年度は、昨年度から継続して開発を進めている柔構造擁壁の地震時応答シミュレータ,弾塑性NMM-DDAのさらなる高精度化およびその石積壁の力学特性の検討への適用を行った.
従来NMM-DDAで地盤の変形を扱うのに用いられている四角形NMM要素には,体積ロッキングを回避するために選択的次数低減積分(B-bar)要素を用いていたが,この方法では摩擦性地盤材料の弾塑性構成則のように破壊後,ダイレイタンシーを生じるような材料での体積ロッキングを解消できず,変形挙動を正しく予測することができない.そこで,有限要素法で用いられている拡張ひずみ仮定法に基づく要素をNMMに新たに応用し,解決を図った.支持力問題など基本的な境界値問題のシミュレーションにより,摩擦性地盤を用いた際の解析精度の向上を確認することができた.
そして,昨年度実施した石積壁の模型振動台実験の再現シミュレーションを再度実施して改良手法の妥当性を改めて確認した上で,石材の積み方が石積壁の地震時安定性に及ぼす影響を検討するためのパラメトリック・スタディを行った.本研究では,石材の積み方として特に壁面の勾配と石材の段数(高さ)に着目した振動シミュレーションを行った.解析結果からは壁面の勾配が変わると加振方向と石材間の目地の方向の関係に依存して石材間に作用する垂直力とせん断力の配分が変化することで安定性に影響する,具体的には勾配が急なほど変形しやすいことがわかった.また,石材の段数を変えた検討では,段数が増え,壁面が高くなるにしたがい変形量が大きくなるだけでなく,滑動からはらみ出しに変形モードが変化することが示された.
以上より研究期間全体としては模型実験(平成30年度実施)と石積壁の地震時応答シミュレータの開発(令和1年度実施)によって,石積壁の動的な力学特性を明らかにするという当初の目標を達成することができた.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ニューサウスウェールズ大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      ニューサウスウェールズ大学
  • [雑誌論文] 摩擦構成則の陰的積分アルゴリズムを導入した不連続変形法(DDA)の開発2019

    • 著者名/発表者名
      橋本涼太, 菊本統, 小山倫史
    • 雑誌名

      土木学会論文集C(地圏工学)

      巻: 75 ページ: 336~348

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejge.75.336

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability analysis of underground space with discontinuous planes using a four-node iso-parametric element numerical manifold method with rigid body rotation2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Ryota、Ohnishi Yuzo、Sasaki Takeshi、Miki Sigeru
    • 雑誌名

      Tunnelling and Underground Space Technology

      巻: 92 ページ: 103047~103047

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.tust.2019.103047

    • 査読あり
  • [学会発表] NMM-DDAを用いた石垣模型振動台実験の再現解析2020

    • 著者名/発表者名
      末岡知紘, 橋本涼太, 菊本統, 神谷圭祐, Adrian Russell
    • 学会等名
      第47回岩盤力学に関するシンポジウム
  • [学会発表] NMM-DDAを用いた城郭石垣の構造条件に関するパラメータスタディ2019

    • 著者名/発表者名
      神谷圭祐, 菊本統, 橋本涼太
    • 学会等名
      第74回土木学会年次学術講演会
  • [学会発表] Deformation analysis of stone walls in Kumamoto Castle after the Kumamoto Earthquake -An example of Uto- and Hira-yagura turrets2019

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka, Tomofumi Koyama, Ryuto Kuwajima, Ryota Hashimoto, Mamoru Kikumoto
    • 学会等名
      The 5th ISRM Young Scholars’ Symposium on Rock Mechanics and International Symposium on Rock Mechanics for Innovative Future
    • 国際学会
  • [備考] 広島大学研究者総覧

    • URL

      http://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.8c1c2a5485957e24520e17560c007669.html

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公開日: 2021-01-27  

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