浸透―変形連成解析法による堤防の解析法とその応 …...1 浸透―変形連成解析法による堤防の解析法とその応用 岡 二三生 京都大学工学研究科
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Chapter 2Page 3
線形弾性解析線形弾性解析
非線形弾性解析非線形弾性解析
不連続不連続解析解析
NoNo--TensionTension解析解析
・D-min法(JR法/電中研法)
・Duncan-Chang法
・Mohr-Coulomb Bi-Linear法
σ
ε
σ
ε
・Mohr-Coulomb法
・Drucker-Prager法
・Von Mises法
弾塑性弾塑性解析解析
・ジョイント要素
Uy
σy
σ
ε
応力変形解析応力変形解析
Ux
σx
SoilSoil PlusPlus静的解析基本モジュール静的解析基本モジュール
Chapter 2Page 4
非線形弾性解析非線形弾性解析 不連続不連続解析解析・D-min法(電中研法)
・Duncan-Chang法
・粘性土過圧密領域
・Cam-Clayモデル
・関口・太田モデル
弾塑性弾塑性解析解析
弾・粘塑性弾・粘塑性解析解析 ・関口・太田モデル
Uy
σy
強度小さく、圧縮しやすい軟弱な土層からなる地盤。
土木構造物を建造
■ 長期圧密沈下予測シミュレーション
■ 対策工の効果検証
SoilSoil PlusPlus応力浸透連成解析モジュール応力浸透連成解析モジュール
圧密解析圧密解析
Ux
σx
Chapter 2Page 5
動的解析手法動的解析手法
応答スペクトル解析 時刻歴応答解析
静的解析手法静的解析手法
・時間領域
逐次非線形解析(全応力/有効応力解析)
・周波数領域
等価線形解析
・固有値解析の実施
・モード法
FEMモデル骨組み・ばねモデル
・応答変位法 ・FEM応答変位法
・修正FEM応答変位法
・応答震度法
応答変位・震度法/全応力非線形動的解析/有効応力非線形動的解析モジュール応答変位・震度法/全応力非線形動的解析/有効応力非線形動的解析モジュール
SoilSoil PlusPlus動的解析基本モジュール動的解析基本モジュール
耐震解析耐震解析
Chapter 2Page 6
飽和・不飽和浸透流解析飽和・不飽和浸透流解析
・定常解析
・非定常解析
移流分散解析移流分散解析
・非定常解析
SoilSoil PlusPlus移流分散解析オプション移流分散解析オプション
SoilSoil PlusPlus浸透流解析基本モジュール浸透流解析基本モジュール
浸透流解析
Chapter 2Page 7
■■ 線要素
・ロッド・バー・剛塑性回転バネ付きバー・群杭・軸対称シェル・PlotOnly(Dummy For Modeling)
■■ 平面要素
・平面ひずみ・軸対称・板・平面応力・PlotOnly(Dummy For Modeling)
■■ 立体要素
・ソリッド
■■ バネ・ジョイント要素
・面ジョイント・節点ジョイント・バネ・軸対称バネ・マトリックスバネ
■■ ダンパー要素
■■ 伝達境界要素
■■ 液体要素
対応要素対応要素
Chapter 2Page 8
属性属性
材料・弾性係数、ポアソン比、単重…・透水係数、間隙比…・減衰比…
特性・断面積、断面2次モーメント…・厚さ
・バネ値…
非線形特性不飽和特性
物性値物性値
hG/Go
1 .0
γ
M
φ
ひずみ依存性
1 . 0
K i
KrP
Sr
1 .0
S r i
P i
1 .0
■■ 物性値のデータ構造
Chapter 2Page 9
■■ 材料の種類
・構造・地盤・液体
非線形弾性の設定
弾塑性の設定
・全応力 (静的)・有効応力(静的)・全応力 (動的)・有効応力(動的)・浸透流・移流分散
材料材料
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■■ DBDBファイルの読み込みファイルの読み込み
■■ MSMS--ExcelExcelとの連動との連動
MS-Excel Sheetに出力
MS-Excel Sheetから値を取り込む
便利な機能便利な機能
Chapter 2Page 11
特性
■■ 特性の種類
・ロッド・バー・群杭・厚さ・面ジョイント・節点ジョイント・バネ・マトリックスバネ・ダンパー
・線要素・平面要素・バネ、ジョイント・ダンパー・伝達境界要素
Chapter 2Page 12
■■ 変動軸力を考慮しない履歴特性
・バイリニア型ノーマルバイリニア型,非線形弾性型
・トリリニア型ノーマルトリリニア型,非線形弾性型,劣化型etc
・テトラリニア型非線形弾性型,修正武田型
・スリップバイリニア型
・ギャップ型
・関数型(修正R-O/修正H-D)
・免震型LRB型,HDR型
・曲面を設定するタイプ
・複数のスケルトンを乗り移るタイプ
■■ 変動軸力を考慮できる履歴特性
非線形特性非線形特性
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不飽和特性の自動算定機能不飽和特性の自動算定機能
・Van Genuchtenの式・河川堤防の浸透に関する調査要領より
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
飽和度 Sr
負の
圧力
水頭
P
(m
)
00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50.550.60.650.70.750.80.850.90.951
比透
水係
数
κ
圧力水頭 P 比透水係数 κ
不飽和特性不飽和特性
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ひずみ依存特性の自動算定機能ひずみ依存特性の自動算定機能
・土木研究所の式/港湾施設の技術に基づく方法/安田らの方法・わかりやすい土質力学原論より
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0.000001 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1
せん断ひずみ γ
剛性
低下
率
G/G
0
0
0.025
0.05
0.075
0.1
0.125
0.15
0.175
0.2
0.225
0.25
0.275
0.3
減衰
h
剛性低下率 G/G0 減衰 h
ひずみ依存特性ひずみ依存特性
Chapter 2Page 15
荷重荷重
■■ 静的荷重・自重・物体力(慣性力)・集中荷重・分布荷重・強制変位・温度荷重・プレストレス
■■ 動的荷重・地震荷重・時刻歴節点荷重・スペクトル・周波数・パワースペクトル
サーフェス上サーフェス上に分布荷重を載荷 要素の表面要素の表面に分布荷重を載荷
荷重荷重
Chapter 2Page 17
■■ 施工段階の種類
・応力変形解析用
・圧密解析用
・浸透流・移動分散解析用
Drag & DropDrag & DropDrag & DropTree 構造Tree Tree 構造構造
・ 要素 / 境界条件 / 荷重の設定
・ 各施工段階で、全て同じオペレーションシートへのDrag&Drop / Copy&Paste
・ 応力解放率、荷重倍率の設定
施工段階の設定施工段階の設定
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メッシュのリネーム機能メッシュのリネーム機能
yHead #1, Head #2, Head #1, Head #2, ……
Bench #1, Bench #2, Bench #1, Bench #2, ……
施工段階名称の定義
名称 / 開始番号の入力 XXX# 1、XXX#2、・・・
■■ メッシュセットのリネーム
ウィザードを用いた施工段階の設定 1ウィザードを用いた施工段階の設定 1
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ウィザードを用いた施工段階の設定 2
●● 施工段階を施工段階をGUIGUI制御によって自動的に定義することができます。制御によって自動的に定義することができます。
■■ ステージの設定
掘削:掘削: Core00Core001,1, Core002Core002, , ……
支保:支保: RockBolt00RockBolt0011,, RockBolt002RockBolt002, , ……
設定される施工ステージ
1 2 3 4 5 6 7 8 ・・・・・
自重
要素 Core Core001 Core002 Core003 ・・・・・
要素 RockBolt RockBolt001 RockBolt002 ・・・・・
荷重 Load Load001 Load002 ・・・・・
Stage