ハイブリッド地盤応答試験装置

鉄道構造物の耐震設計では、地盤応答解析により表層地盤の挙動を評価し、構造物に作用する慣性力と地盤変位を設定する必要があります。本装置では、地盤応答解析において、数値モデル化が困難な特殊土層等を土質試験に置き換えることで、対象層を数値モデル化することなく精緻な表層地盤の地震時挙動評価が可能です。

鉄道構造物の耐震設計では、地盤応答解析により表層地盤の挙動を評価し、構造物に作用する慣性力と地盤変位を設定する必要があります。この場合、繰返し三軸試験等の土質試験を実施し、変形特性を適切にモデル化することが重要です。しかしながら、超軟弱地盤や特殊地盤を対象とした場合、土質試験による変形特性の適切なモデル化が困難となることが多くあります。そこで、土質試験と地盤応答解析を組み合わせたハイブリッド地盤応答試験装置を開発しました(図1)。

本装置では、図2に示すように地盤応答解析において特殊土層等への入力作用を算定し、その作用を土質試験機内の土供試体に直接作用させて応答を算出するとともに、地盤応答解析へフィードバックします。これを繰り返すことにより、特殊土層等をモデル化することなく地盤応答解析が実施可能となります。また、土質試験には拘束圧載荷型単純せん断試験を採用することで、試料成形や装置制御等を容易にし、これらの影響による誤差も極力排除しております。

本装置を導入することにより、精緻な地盤挙動の評価、合理的な耐震設計が可能となります。

図1 ハイブリッド地盤応答試験装置
図2 ハイブリッド地盤応答試験装置の概念図
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