ken07204

田中　友宏

地盤と斜面対策工の相互作用を考慮した斜面安定解析に関する研究

大塚悟

従来，斜面対策工の設計は極限平衡法に準拠した設計法が用いられてきた．極限平衡法は解析的に簡便であるが，斜面崩壊の詳細なメカニズムや，対策工と斜面の間の相互作用を十分には表現できないといった問題点がある．
そこで，このような問題点を克服し，より精度の高い設計法の開発に向けた基礎的研究として，剛塑性有限要素法（RPFEM）を用い，対策工の斜面安定効果について数値解析を行い，新しい設計法の適用性の評価を行ってきた．
既往の研究では，対策工を斜面上，ならびに定着部に作用する外力として取り扱うことでモデル化を行っていた．この解析手法は非常に簡便であり対策工の効果を概ね捉えているといえる．しかし，対策工として外力のみを考えていることから，地盤と対策工の相互作用を表現できない問題があった．そこで，対策工に軸力(N)とモーメント(M)が作用するものとし，塑性理論に基づいて剛塑性構成式を定式化，これを剛塑性有限要素法による斜面安定解析に導入した．これを用いて対策工の斜面安定効果に関する数値解析を行い，手法の適用性を検討するとともに，対策効果の定量的評価について考察された．
本研究では対策工と斜面の接触面にはジョイント要素を設けた．これにより対策工の影響を過度に評価することがなくなる．また，奥行き方向の対策工挿入を考慮した．これにより，実現象に近くなり対策工と斜面の相互関係を適切に表現ができ，適切な安全率を得ることができる．本手法の適用性を検討するため，対策工として鉄筋挿入工法について数値解析を行った．
現在多くの斜面対策工にはアンカー工法が用いられている．アンカー工法はプレストレス以上の引張力が作用してしまう過緊張の問題や，維持・補修の必要などの問題がある．小・中規模の斜面では過緊張やメンテナンスなどの心配が無い鉄筋挿入工法の施工が可能である．しかし，現在中規模斜面において鉄筋挿入工法が用いられる事例は少ない．それは鉄筋挿入工法の歴史が浅いため永久構造物としての長期的な観測資料が少ないためである．そこで，本研究では鉄筋挿入工法の数値解析を行い，適用性の検討を行うとともに，対策工と斜面の相互作用の定量的評価について考察を行った．

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