損傷過程を評価可能な盛土の挙動評価法

　盛土の地震時性能照査では、計算が容易で実務的なニューマーク法を用いることが多いですが、滑り破壊を前提とした計算であるため、滑り破壊に至らないような場合には評価が困難になることもあります。そこで、有限要素法を用いた盛土の損傷過程を評価可能な地震応答解析手法を開発しました。
　本手法では、鉄道構造物の耐震設計において表層地盤の地震時挙動評価に一般的に使用されているGHE-Sモデル¹⁾と多方向のせん断変形が評価可能な多重せん断ばねモデル²⁾を組み合わせたモデルを用いて、土の挙動を表現します。
　遠心模型実験の再現解析により、図1のように地震によって弱点箇所である法尻部にせん断ひずみが集中し、その箇所を起点に滑り線が生じる損傷過程を評価可能であることを確認しています³⁾。
　また、図2に示すように沈下量を精緻に算定できることも確認しています3)。
　本手法により、盛土が滑り破壊に至るまでの損傷過程を詳細に評価できるため、地震時性能照査の合理化や地震後の被害原因究明等に活用可能です。

参考文献

1. 室野剛隆、野上雄太、田上和也、坂井公俊：GHE-Sモデルによる土の動的非線形挙動の評価方法、鉄道総研報告　Vol.25、No.9、pp.13-18、2011.9
2. Towhata, I. and Ishihara, K.：Modelling soil behavior under principal stress axes rotation, Fifth International Conference on Numerical Methods in Geomechanics, pp.523-550, 1985.4
3. 伊吹竜一、土井達也、井澤淳、上村健太郎、スレンソッキアン：滑り破壊前の損傷過程を考慮可能な盛土の地震時性能照査法と安全性照査への適用例、鉄道総研報告　Vol39、No.4、pp.17-24、2025.4