2018 Fiscal Year Annual Research Report
Reliable deformation analysis based on verification and validation of numerical method
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16H04409
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
渦岡 良介 京都大学, 防災研究所, 教授 (40333306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 勝利 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (70232767)
森口 周二 東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (20447527)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 数値解析 / 地盤と構造物 / 変形予測 / 不確実性の評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
数値解析による地盤の変形予測について、従来の決定論的な予測ではなく、各種モデル化の不確かさの定量化に基づく確率論的な予測を行い、予測結果の信頼性を向上させるを目的とする。数値解析による地盤の変形予測精度は、模型実験や現場計測事例との比較を通じて数多く検討されているが、変形予測の客観的な精度が保証されておらず、予測精度は実験者と計算者に強く依存している。本研究では、近年機械分野で導入が進んでいる数値解析のV&Vの考え方に基づき、模型実験と数値解析の比較において、各種モデル化の不確かさの定量化に基づいて数値解析の妥当性を確認し、信頼性を高めた精度保証付きの変形予測解析の方法論を提案する。
平成30年度には以下を実施した。1) 粘性土地盤上の盛土の変形挙動に対する遠心模型実験、室内土質試験および数値解析を実施した。平成29年度に実施した遠心模型実験で得られた結果の応答値のばらつきを整理し、弾塑性モデルと有限要素法を用いた数値解析により、その再現解析を実施した。弾塑性モデルの材料パラメータについては圧密非排水三軸試験を複数回実施し、強度定数などの不確実性を検討した。不確実性を考慮した実験結果と解析結果の比較によって、数値解析手法の妥当性を検討した。その結果、数値解析は実験で得られた天端沈下量をやや過少評価することが明らかとなった。2) 適用する数値解析手法の数値計算の正しさの検証を行った。今年度はメッシュサイズに対する解の収束性を確認した。解析には有限変形多孔質体理論に基づく動的有限要素解析手法を適用した。3) 液状化地盤上の直接基礎構造物の動的遠心模型実験を実施した。加振後の基礎の沈下量と実験条件の不確実性を評価した。4) 落石シミュレーションを通じて、不確実性の評価手法を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで、粘性土地盤上の盛土の変形挙動および液状化地盤上の直接基礎構造物を対象として、複数回の遠心模型実験を実施し、実験条件の不確実性を検討した。遠心模型実験については当初の計画をほぼ終了している。また、室内土質試験については一部実施したが、試験装置の不具合が発生したため、さらにデータを蓄積するため平成31年度も引き続き実施する予定である。粘性土地盤上の盛土の変形挙動について、数値解析の正しさの検証と不確実性を考慮した妥当性の確認を計画通りに実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
データの不足している室内土質試験を昨年度に引き続き実施する。この結果をもとに遠心模型実験の数値解析を再度実施し、数値解析で用いる材料パラメータの不確実性評価手法を確立する。これまでに実施した遠心模型実験、室内土質試験およびこれらの数値解析によるモンテカルロシミュレーションを通じて、不確実性を考慮した数値解析の変形予測に対する妥当性を検討する手法を確立し、信頼性を高めた変形予測解析の方法論を提案する。最後に以上の研究成果を論文としてとりまとめる。
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Research Products
(5 results)
