2005 Fiscal Year Annual Research Report
固液混相流モデルによる急傾斜地液状化地滑り災害の計算力学的研究
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17710157
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| Research Institution | Toyota National College of Technology |
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Principal Investigator |
原田 英治 豊田工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助教授 (00362450)
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| Keywords | 個別要素法 / 液状化 / 地滑り / 固液混相流モデル / 剛体連結モデル / 弾性破壊モデル / 家屋倒壊 |
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| Research Abstract |
台風などの来襲によるまとまった降雨がもたらす地盤飽和度の上昇によって地盤が緩んだ状態になったところに地震等による急激な応力変動が加わると,大規模な地滑り災害が発生し易くなる.特に,飽和度が高く,比較的疎な地盤構造を有した急傾斜地では,液状化地滑りが引き起こされることが報告されている.飽和度の高い疎構造の地盤が,地震等による急激な外力によって地盤構造が瞬間的に崩壊し,地盤高密度化による間隙水圧の急上昇が,液状化地滑りの発生機構であるとは従前から実験により確認されてきている.本研究では,固体粒子の運動に個別要素法型の粒状体モデルを用いて固相間相互作用力を考慮しつつ,固液相間の相互作用力をも考慮したEuler-Lagrange型固液混相流モデルによって,地盤構造の急変による液状化地滑り過程を計算力学観点から検討し,既往の実験結果で確認された液状化による間隙水圧の上昇と粒子間相互作用力の減少によって発生する地盤内の滑り面の発生傾向を概ね良好に再現した.また,このような地滑り災害は家屋の倒壊および埋没といった甚大な被害をもたらすが,突発的に生じる地滑り災害によって倒壊した家屋に埋もれた被災者の迅速な救出には,その場所の速やかな特定が必要であろうとの観点から,地滑り災害による家屋の倒壊および埋没過程を対象とした数値シミュレーションも実施した.シミュレーションでは地滑りおよび家屋倒壊といった大変形過程を検討可能な離散型のモデルである個別要素法ベースのモデルを用いて検討し,家屋には複数の要素を剛体連結するモジュールおよび弾性破壊ジョイントを導入して家屋倒壊過程を追跡した.平面2次元のシミュレーションから3次元への拡張が今後の研究予定である.
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