斜面崩壊土砂移動を予測するための流体力学的解析手法に基づく大変形解析

基于水动力分析方法的大变形分析预测边坡破坏和土体移动

基本信息

批准号：
16686030
负责人：
沢田和秀
金额：
$ 10.82万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

待ち受け壁が土砂流動により受ける土圧を詳細に計測できる室内試験を行った。土砂流動試験装置は昨年度作成した室内試験装置を用いた。土砂流動室内試験では、土圧・変形計測のため、データロガーおよび各種センサーを使用し、変形・速度・土砂衝突衝撃などを詳細に計測した。斜面崩壊に伴う防御工への衝撃圧算定手法としての位置づけを明確にするために、斜面の傾斜角、地盤材料の変化をパラメータとした模型実験を実施した。系統だったこれらの模型実験を数値シミュレーションで再現した。その結果、ある程度の大きさまでの粒径の材料は、土砂の形状・衝撃力ともに表現できたが、粒径が大きくなると衝撃力は概ね表現できたが、流動形状は表現できないことが分かった。このことから、解析手法の材料に対する適用範囲が限定された。CIP解析については、摩擦性粒状材料と粘性流体の両者の性質を数値パラメータにより設定し、種々の土砂に適用できるようデータを蓄積した。しかし、この問題についてはいまだ目標には至っていない。今後もこの問題について検討を続ける。また、検証実験として、過去に実際に起こった斜面崩壊事例をシミュレートし、実現象データとの比較を行った。これにより解析プログラムの精度がさらに向上した。また、地盤材料と剛体の相互作用問題について、解析プログラムの改良を行ったが、検証の方法がないため、それについては研究を継続している。危険斜面の形状把握のために、デジタルステレオ写真3次元形状解析システムを開発した。斜面のデジタル写真を違う2方向以上から撮影し、数値解析することで、斜面の3D絶対値がすぐに得られる。得られたデジタルデータを用いて、数値解析を行い危険斜面に対する最適な防災設備や補修方法を検討し提案できる。本研究では、実斜面での検証はできなかったが、得られた3次元モデル斜面形状から、その性能は実用に利用できるレベルになったと考えられる。地盤の大変形解析プログラムとデジタルステレオ写真3次元形状解析システムにより、危険斜面が崩壊したときの、流動範囲とその衝撃力が概ね予測できるようになった。

进行了室内测试，该测试使壁详细测量沉积物流量接收到的地球压力。沉积物流程设备是去年创建的实验室测试设备。在沉积物流化实验室测试中，数据记录仪和各种传感器用于详细测量变形，速度，沉积物冲击等。为了阐明该位置是通过斜坡塌陷导致保护性工人的影响压力的方法，使用斜率角度和地面材料的变化进行了模型实验。这些模型实验是系统的，使用数值模拟再现。结果，发现晶粒大小达到一定尺寸的材料可以用土壤的形状和冲击力表示，但是随着晶粒尺寸的增加，影响力通常表示，但无法表达流动形状。这限制了分析方法应用于材料的范围。为了进行CIP分析，使用数值参数设置了摩擦颗粒材料和粘性流体的性能，并积累了数据以允许应用于各种沉积物。但是，这个问题尚未达到其目标。将来我们将继续考虑这个问题。此外，作为一个验证实验，我们模拟了过去发生的斜坡塌陷病例，并将其与实际现象数据进行了比较。这进一步提高了分析程序的准确性。此外，尽管在地面材料和刚体之间的相互作用问题方面已经改善了分析计划，但无法验证这一点，因此继续进行研究。已经开发了数字立体声摄影3D形状分析系统来掌握危险斜率的形状。通过从两个或更多不同的方向拍摄斜率的数字照片并进行数值分析，您可以快速获得斜率的3D绝对值。使用获得的数字数据，可以进行数值分析以检查和提出最佳的灾难预防设备和危险坡度的维修方法。尽管这项研究无法验证实际的斜率，但据信，获得的3D模型斜率将其性能带到了可以实际使用的水平。地面的大型变形分析程序和数字立体摄影3D形状分析系统使得当危险坡度崩溃时，可以大致预测流量范围及其影响力。