2016 Fiscal Year Research-status Report
近接施工が複合基礎構造物の支持特性と耐震性能に与える影響評価
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16K06489
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
小林 俊一 金沢大学, 環境デザイン学系, 准教授 (10243065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 樹典 金沢大学, 環境デザイン学系, 教授 (10143877)
西藤 潤 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40456801)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 基礎構造物 / 剛塑性解析 / 可視化実験 / 模型実験 / 近接施工 / 支持力 / 耐震性能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
飽和化した都市域においては，仮設・本設を問わず既存基礎構造物に近接した施工が行われることが多い．開削やトンネル建設では地盤の応力状態を緩めることが懸念されるため，基礎構造物の支持性能を維持するためには，これらの施工と既存基礎構造物の相互作用を把握する必要がある．解析手法の高度化と基本的な模型実験を推進するための基礎的検討として以下を実施した．
１ 基礎構造物の極限支持力を評価するために必要となる数値解析法について，2次錐計画問題に基づく剛塑性有限要素法のプログラム開発を新たに行った．最適化エンジンには主双対内点法を用いる商用コードGurobi を利用した． Drucker-Pragerモデルおよび修正Cam-clayモデルを破壊規準に用いた解析コードを作成し，要素挙動を対象にしたプログラムの検証を行った．
２ 地盤内可視化実験実施のための情報収集および基礎的検討を行い，石英粉末とミネラルオイルの組合せによって安価かつ安全に地盤内可視化が行えることを確認した．現状では，粒子形状が細かくなるなるほど，模型地盤を完全に飽和させることが難しいため，引き続き実験手順の改良が必要である．
３ 可視化実験において地盤内部の変形場を計測する準備として，画像を利用した変形計測の基礎的検討を行った．標点粒子を追跡するpythonベースのフリープログラムを利用して，半自動的に標点粒子を追跡する方法の手順を整理した．通常の地盤模型実験で透明な土槽壁面から観察された粒子挙動について，本手順を適用してその妥当性を検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画では，平成28年度に近接施工の影響を考慮した基礎構造物の支持特性を評価するための小型模型実験を実施する予定であったが実施できていないため．
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| Strategy for Future Research Activity |
１．数値解析法の開発及び高度化については一般的な幾何学形状，境界条件が与えられる3次元剛塑性境界値問題について適用できるように，引き続きコード開発を行う．
２．可視化実験については，専用の小型模型土槽を作成し，基礎構造物の支持力変形を対象にした基礎的な実験を実施する．また，その際には，通常の実験では地盤内部で見えない部分の挙動：内部地盤の挙動や基礎構造物の埋設部の挙動を定量的に把握するため，画像を利用した変形場計測手法を使用し，その適用性と課題を整理する．
３．近接施工の影響を考慮した基礎構造物の小型模型実験については，当面の対象をトンネル掘削に対する影響調査に絞り，既存の降下床付き土槽を用いた模型実験を実施する．
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| Causes of Carryover |
当該年度に小型模型実験を実施せず次年度に実施する計画に変更したので，当該年度中に同実験に必要な消耗品等の支出が不要となった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
小型模型実験に必要な消耗品等に支出する．
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