数値塑性力学に基づく3次元解析が拓く地盤の支持性能評価法の新たな展開に関する研究

基于数值塑性力学的三维分析土体支护性能评价方法新进展研究

• 批准号: 21J12120
• 负责人: 山栗 祐樹
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12120/
• 关键词: 地盤工学; 剛塑性有限要素法; シェイクダウン解析法; 3次元解析; 極限支持力; 組合せ荷重; 繰返し荷重; 地盤補強

本研究は数値塑性力学に基づく3次元解析により，地盤の支持性能評価の新たな展開に取り組むものである．最終年度では以下の2点に取り組んだ．(1) 組合せ荷重に対する浅い基礎の支持力解析法の開発と支持力評価：軸対称問題である円形基礎の支持力解析を行うために，適切な境界条件を設定できるようにプログラムを改良した．次いで，円形基礎と正方形基礎に対して傾斜荷重を載荷した時の地盤の支持特性を調査した．その結果，円形基礎と正方形基礎で同じ支持力曲面（極限水平荷重と極限鉛直荷重の関係）が得られた．(2) 補強材で改良した地盤の複合地盤の支持解析法の開発：杭や矢板（以下，補強部材）などで補強した基礎構造物（複合基礎）の支持特性を調査するために，これまで開発してきた補強土地盤の支持力解析法を改良した．具体的には，補強部材の曲げ強度を任意に設定できるよう解析手法を改良した．次いで，改良手法を用いて複合基礎の傾斜荷重に対する支持力特性を調査した．その結果，補強部材の曲げ抵抗の働きが支持力増加に大きな影響を与えること，水平荷重の場合は鉛直荷重の場合に比べて支持力の増加割合が大きいことが分かった．最終年度で得られた成果を国内学会（地盤工学研究発表会，応用力学シンポジウム）で発表する予定である．本研究課題を通して，地盤の支持性能評価に資する数値塑性力学に基づく3次元解析ツールを開発できたと考えられる．また開発した解析ツールを用いて地盤の支持性能に関する新たな知見を得ることができた．

这项研究是通过基于数值力学的三维分析来研究地面支持性能的新发展。去年，我们努力工作以下两点。 （1）开发和支持浅基础的支持方法组合和支持的支持：改进了程序，以便可以设置适当的边界条件以执行圆形基础的支撑功率分析，这是一个轴问题。接下来，将倾斜载荷加载到圆形和平方基础上时地面的支撑特性。结果，在圆形基础和方形基础上获得了相同的支撑表面（极端水平载荷和极端直接载荷之间的关系）。 （2）通过增强型的支持和分析的支持和分析：研究基础结构的支撑特征（复合基础）用桩和箭头板增强（以下简称以下简称为增强方法）。开发的增强陆板已得到改善。具体而言，分析方法已得到改进，以便可以任意设置增强成员的弯曲强度。接下来，使用改进方法研究了复合基础的支持特征。结果，发现增强构件中弯曲电阻的功能对支撑的增加有重大影响，并且在水平载荷的情况下，支撑功率的速率大于铅的率负载负载。最后一年获得的结果将在家庭协会（地面工程研究演示文稿，应用力学研讨会）宣布。通过这项研究，可以认为可以基于数值塑料力学开发三维分析工具，该工具有助于对地面的支持性能评估。此外，我们能够使用开发的分析工具获得有关地面支持的新知识。

项目成果

DEVELOPMENT OF RIGID PLASTIC STABILITY ANALYSIS FOR CLAYEY GROUND REINFORCED BY SHEET-LIKE REINFORCEMENT

片状钢筋加固粘土地基刚塑性稳定性分析的研究进展

• DOI: 10.2208/jscejam.77.2_i_183
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))
• 作者: 田端祥太;新井崇俊;本間健太郎;今井公太郎;佐近絵奈，山栗 祐樹，小林 俊一，熊 曦
• 通讯作者: 佐近絵奈，山栗 祐樹，小林 俊一，熊 曦

鉛直載荷を受ける円形基礎の3次元剛塑性FEM解析

承受垂直载荷的圆形基础的 3D 硬塑性 FEM 分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮崎邦洋;内場崇之;田中謙司;片倉峻平;山栗祐樹，村中太一，小林俊一，熊曦;Tabata Shota;氏原賢人;田中友貴，山栗祐樹，小林俊一，熊曦
• 通讯作者: 田中友貴，山栗祐樹，小林俊一，熊曦

THREE-DIMENSIONAL BEARING CAPACITY ANALYSIS OF SHALLOW RECTANGULAR FOUNDATION SUBJECTED TO INCLINED LOAD USING HYBRID-TYPE RIGID PLASTIC FINITE ELEMENT METHOD

混合型刚性塑性有限元法浅层矩形地基倾斜荷载三维承载力分析

• DOI: 10.2208/jscejam.77.2_i_193
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))
• 作者: 臼井源紀;松坂恵介;篠崎智大;福世真樹;ラヒムトラ バハテヤリ;酒井英嗣;阿部浩幸;郡司俊秋;松橋信行;森川鉄平;牛久哲男;金田篤志.;山栗祐樹，小林俊一，西藤潤
• 通讯作者: 山栗祐樹，小林俊一，西藤潤

鉛直荷重を受ける浅い矩形基礎の極限支持力と破壊メカニズムに関する3次元剛塑性FEM解析（その1）

竖向荷载作用下浅矩形基础极限承载力及破坏机制的3D硬塑性有限元分析（第1部分）

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐近絵奈，山栗祐樹，小林俊一;山栗祐樹，小林俊一，西藤潤;山栗祐樹，佐近絵奈，熊曦，小林俊一;山栗祐樹，上田諒，小林俊一
• 通讯作者: 山栗祐樹，上田諒，小林俊一

変形制約条件を考慮した地盤補強の剛塑性モデル化と解析

考虑变形约束的地基加固刚塑性建模与分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐近絵奈，山栗祐樹，小林俊一