難波　雅史

剛塑性有限要素法による再すべり型地すべり斜面の安定解析と対策工に関する検討

大塚　悟

勾配の緩い斜面において滑動を繰り返す再すべり型地すべりは，斜面内にすべり線が明瞭に形成されている．すべり面のせん断強度は斜面地山に対して著しく低下しているが，予測の難しいことから逆解析にて算出される．しかし，実務の設計に用いる極限平衡法は解析的に簡便であるものの解析精度が低いことから，本研究は剛塑性有限要素法（RPFEM）を用いた崩壊事例の逆解析による地盤定数の同定と，逆算強度を用いた順解析を行う．また，対策工の検討も行う．具体的には以下の3点について検討を行った．
１点目は，以前より課題となっていた演算速度の高速化について検討を行った．連立方程式の解法に，直接代入法とニュートン・ラプソン法を併用することにより有限要素離散化を行った．しかし，解くべき方程式が非常に煩雑となり，パラメータの設定が収束条件に大きな影響を与える結果となった．また，飛躍的な演算速度向上には繋がらず，高速化は行えないと判断した．高速化には計算のアルゴリズムよりは，非崩壊領域を繰り返し計算中に除外する方法も考えられるため，今後の課題とする．
2点目は対策工の検討を行った．対策工の中でも最も採用実績の多いアンカー工を対象とした．慣用法ではアンカー（プレストレス）をすべり面上に作用する外力としてモデル化される．本解析では実現象に則してアンカーを斜面上ならびに，アンカー定着部に作用する外力としてモデル化を行った．アンカーを導入することによる安全率の上昇率は，慣用法とよく一致し，本解析手法によってもアンカーによる補強効果が表現できることを明らかにした．さらに2次元，3次元解析を行うことによりアンカーの3次元効果についても検討を行った．
3点目は，斜面内に既存のすべり線が形成されている再すべり型地すべり斜面の安定解析を行った．有限要素離散化にはペナルティ法を用いて，せん断強度低減型の剛塑性構成式を誘導した．既存のすべり面に対しては接触型の剛塑性構成式を誘導した．単純斜面から複雑なすべり面を内包する斜面をモデルとして，本解析手法の妥当性ならびに適用性を確認した．断層やシーム層などの低強度層を有する斜面の安定性評価を行い，合理的な解析結果を得た．さらに，地山とすべり面の強度を区別してすべり面の逆算強度を算出し，慣用法との比較を行った．逆算強度を用いた順解析により解析精度の検証を行い，逆算強度の問題点について明らかにした．