安部　敏幸

剛塑性有限要素法を用いた遠心模型実験の数値解析と逆算土質定数の考察

大塚　悟

剛塑性有限要素法による地盤の極限支持力解析は内部摩擦角の影響を大きく受ける．そのため内部摩擦角の設定は難しい問題である．そこで本研究では既往の実験結果を剛塑性有限要素法を用いて数値シミュレーションすることで，実地盤での強度定数の算定方法を見出すことを目的としている．

本研究の流れは以下の通りである．プラントル解と比較してRPFEMの適用性を確認した後，遠心模型実験をRPFEMで逆解析することによって実験値と合うφを求めた．続いて，逆算φを用いて複合地盤の遠心模型実験の数値シミュレーション，正方形基礎と長方形形基礎の三次元数値シミュレーションを行い，逆算φの有用性を確認した．そして最後に要素試験で得られるφを支持力解析に適用できるようにするため，要素試験のφと逆算φを比較し，φの修正係数を提案した．

本研究で得られた知見を箇条書きにする．
1）剛塑性有限要素法はプラントルの理論とよく一致する．
2）円形基礎・帯基礎それぞれについて逆解析した結果，基礎幅の増加にともない実験値と一致するφは減少した．これは基礎幅が増加したことによって，応力レベルが増加したためだと思われる．応力依存性の影響であると考えられる．
3）逆算φを用いて複合地盤の遠心模型実験の数値シミュレーション，正方形基礎と長方形形基礎の三次元数値シミュレーションを行った結果，実験値とRPFEMはよく一致した．従って，逆算φの有用性が確認できた．
4）逆算φと要素試験のφを比較したところ，逆算φの方が低い値であった．これは異方性・進行性破壊・応力依存性の影響であると考えられる．そこで異方性・進行性破壊・応力依存性の影響を考慮したφの修正係数を提案した・
5）提案した修正係数をから求めたφを用いて数値解析したところ，実験値に近い値が得られたので，修正係数の適用性が確認できた．従って本研究の目的である，φの算定方法が確立された．

今後の課題として以下のことが挙げられる．間隙比の異なるケースでの実験データと比較し，修正係数の適用性を確認することと，豊浦砂以外の砂でも修正係数が適用できるか確認する必要がある．また，本研究では解析の計算過程において内部摩擦角を一定としたが，より実現象に近くするため，プログラム中に異方性および進行性破壊と応力依存性，さらには間隙比の影響を取り入れることが必要である．