第 5 章 変形抑制効果のメカニズムに関する考察
5.5 推定メカニズムの検証
5.5.1 メカニズム検証条件
-117-
-118-
(a) 地盤モデル図
(b) モデルメッシュ図
(c) モデルメッシュ図（拡大）
図- 5.5.1 検証に用いた解析モデル
14.0m
2.5m 沖積粘土1層厚2.8m
沖積粘土2層厚4.3m
沖積粘土3層厚2.4m
沖積砂 層厚2.2m
洪積砂 層厚12.0m 線形弾性モデル γt=18kN/m3,E=56MPa, ν=0.33 線形弾性モデル γt=17kN/m3,E=42MPa, ν=0.33
Cam-clayモデル γt=14.5kN/m3,Cc=1.5, M=1.5, k=7.5×10-9m/s Cam-clayモデル γt=14.0kN/m3,Cc=2.0, M=1.5, k=7.5×10-9m/s Cam-clayモデル γt=14.0kN/m3,Cc=2.0, M=1.5, k=3.0×10-8m/s
盛土γt=19kN/m3,E=14MPa
42.80
16.00
26.5
200.0
26.5
200.0
16.0
42.8
-119-
（盛土の構成式）
盛土の構成式は，図- 5.5.2および図- 5.5.3に示すように，モール・クーロンの破壊 基準によりせん断破壊が生じた場合，または引張破壊が生じた場合に変形係数が 0 と なるような，バイリニア弾性モデルを用いた。
（盛土の破壊基準）
せん断破壊基準
𝑓𝑓𝑣𝑣 =(𝜎𝜎1− 𝜎𝜎3)
2 −(𝜎𝜎1+𝜎𝜎3)
2 sin𝜙𝜙 −cos𝜙𝜙
=𝜏𝜏𝑚𝑚𝑚𝑚𝑥𝑥− 𝜎𝜎𝑛𝑛sin𝜙𝜙 − 𝑐𝑐 ∙cos𝜙𝜙= 0 5.5.1 ここに，
𝜎𝜎1，𝜎𝜎3 ：最大主応力，最小主応力 𝜏𝜏𝑚𝑚𝑚𝑚𝑥𝑥 ：最大せん断応力
𝜎𝜎𝑛𝑛 ：平均直応力
引張破壊基準
𝑓𝑓𝑣𝑣 =−𝜎𝜎3− 𝑞𝑞𝑡𝑡 =𝜏𝜏𝑚𝑚𝑚𝑚𝑥𝑥− 𝜎𝜎𝑛𝑛− 𝑞𝑞𝑡𝑡= 0 5.5.2
ここに，
𝑞𝑞𝑡𝑡 ：引張強度（正値）
せん断破壊時及び引張破壊時では 𝐸𝐸𝑓𝑓 ≒0，𝜈𝜈𝑓𝑓≒0.5
ここに，
𝐸𝐸𝑓𝑓 ：破壊時の変形係数 𝜈𝜈𝑓𝑓 ：破壊時のポアソン比
図- 5.5.3 盛土のせん断応力𝜏𝜏 −せん断ひず
み𝛾𝛾関係（𝜎𝜎𝑚𝑚一定時）
せん断破壊 再載荷
最大せん断ひずみ 除荷
せん断破壊
最大せん断ひずみ 引張りからの回復 引張破壊
図- 5.5.2 盛土の破壊基準
せん断破壊 =0 引張破壊 0
-120-
（沖積粘土の構成式）
基礎地盤の沖積粘土は全て Cam-clay モデルを用い，沖積砂，洪積砂層は線形弾性 モデルを用いた。
Cam-clayモデルの破壊基準，降伏関数，流れ則，硬化則，ダイレタンシー則は以下
のとおりである。
① 破壊基準𝐹𝐹 𝐹𝐹=𝑞𝑞 − 𝛭𝛭𝑝𝑝= 0 5.5.3
② 降伏関数𝑓𝑓 𝑓𝑓=𝛭𝛭𝐷𝐷ln 𝑝𝑝 𝑝𝑝𝑐𝑐+𝐷𝐷𝑞𝑞
𝑝𝑝= 0 5.5.4
③ 流れ則 塑性偏差ひずみ増分{∆𝑑𝑑𝑝𝑝}と偏差応力{𝑠𝑠}の共軸性
④ 硬化則 ∆𝑑𝑑𝑣𝑣𝑝𝑝=𝛭𝛭𝐷𝐷∆𝑝𝑝
𝑝𝑝 +𝐷𝐷∆𝜂𝜂，𝜂𝜂=𝑞𝑞 𝑝𝑝⁄ 5.5.5
⑤ダイレタンシー則 ∆𝑑𝑑𝑣𝑣𝑝𝑝⁄∆𝑑𝑑𝑠𝑠𝑝𝑝=𝛭𝛭 − 𝑞𝑞 𝑝𝑝⁄ 5.5.6 ここに，
𝑞𝑞 ：等価軸差応力 𝛭𝛭 ：破壊応力比 𝑝𝑝 ：平均主応力
𝐷𝐷 ：ダイレタンシー係数 ｐ𝑐𝑐：圧密降伏平均主応力
∆𝑑𝑑𝑣𝑣𝑝𝑝：体積ひずみ増分
∆𝑑𝑑𝑠𝑠𝑝𝑝：等価せん断ひずみ増分
（敷金網のモデル化）
5.3 節では敷金網を直接的にモデル化しなかったが，本解析では敷金網をビーム
（Beam）要素として図- 5.5.4，図- 5.5.5および以下のようにモデル化した。
① 敷金網のモデル化：Beam要素
② 敷金網の敷設間隔：30cm（盛土底面および盛土底面から上方に 30cm の位置）
③ Beam要素の材料特性（φ2.6mm，網目 56mmの敷金網として設定）
Beam要素同士の結合：剛結（節点変位＝共有，回転変位＝共有）
非線形特性：線形弾性 Beam要素
物性値パラメータ
・ 変形係数：𝐸𝐸 = 2.0 × 108 (kN/m2)
・ ポアソン比：ν= 0.3
・ 単位体積重量：𝛾𝛾𝑡𝑡 = 0.01 (kN/m3)・・・荷重として考慮しないために ダミー値を入力
・ 断面積：𝐴𝐴 = 6.4 × 10−5 (m2)・・・断面奥行き 1m当り
-121-
素線 1本辺り 𝐴𝐴= 5.3 × 10−6 (m2) 設置間隔 0.083 (m)
・ 断面二次モーメント：𝐼𝐼= 4.0 × 10−6 (m4)・・・断面奥行き1m当り 素線 1本辺り 𝐼𝐼= 3.3 × 10−7 (m4)
設置間隔 0.083 (m)
・ せん断有効面積：𝑆𝑆= 0 ・・・曲げ変形のみの薄肉ハリとみなす
網 目 の 寸 法 56mm
網 目 の 寸 法 列 線
角度85°幅
素 線 の 線 径 φ2.6mm
長 さ 間 隔 82.6mm
図- 5.5.4 モデル化した金網の諸元
（JIS G 3552）
図- 5.5.5 敷金網のモデル化（Beam要素）
沖積粘土1 層厚2.8m 14.0m
2.5m
沖積粘土2 層厚4.3m
Beam要素 盛土
ダミー節点
（曲げモーメントの伝達）
-122-
（解析工程）
解析は，下表のように STEP 解析とした。また，盛土速度は軟弱地盤上に盛土を行 う際の一般的な速さ 5cm/日とした。
表- 5.5.2 解析工程一覧表
工程
番号 解析種別 工程日数 内 容
1 初期応力解析 定常 自然地盤の初期応力解析
2 物性変更 3日 表 層 15cm 分 の 表 土 剥 ぎ 取 り お よ び サ ン ド マ ッ ト に よ る 覆 土
3 水圧消散 18日 放置期間
4 要素生成 1日 1層目 30cm分の盛土
5 水圧消散 5日 放置期間
6 要素生成 1日 2層目 30cm分の盛土（盛土高 0.6m）
7 水圧消散 5日 放置期間
8 要素生成 1日 3層目 30cm分の盛土（盛土高 0.9m）
9 水圧消散 5日 放置期間
10 要素生成 1日 4層目 30cm分の盛土（盛土高 1.2m）
11 水圧消散 5日 放置期間
12 要素生成 1日 5層目 30cm分の盛土（盛土高 1.5m）
13 水圧消散 5日 放置期間
14 要素生成 1日 2層目 30cm分の盛土（盛土高 1.8m）
15 水圧消散 5日 放置期間
16 要素生成 1日 2層目 30cm分の盛土（盛土高 2.1m）
17 水圧消散 5日 放置期間
18 要素生成 1日 2層目 30cm分の盛土（盛土高 2.5m）：盛土立上り 19 水圧消散 5日 放置期間（盛土完了後5日）
20 水圧消散 5日 放置期間（盛土完了後10日）
21 水圧消散 5日 放置期間（盛土完了後15日）
22 水圧消散 5日 放置期間（盛土完了後20日）
23 水圧消散 10日 放置期間（盛土完了後30日）
24 水圧消散 15日 放置期間（盛土完了後45日）
25 水圧消散 15日 放置期間（盛土完了後60日）
26 水圧消散 30日 放置期間（盛土完了後90日）
27 水圧消散 31日 放置期間（盛土完了後121日）
28 水圧消散 41日 放置期間（盛土完了後162日）
29 水圧消散 51日 放置期間（盛土完了後213日）
30 水圧消散 61日 放置期間（盛土完了後274日）
31 水圧消散 91日 放置期間（盛土完了後1年）
32 水圧消散 183日 放置期間（盛土完了後1年半）
33 水圧消散 365日 放置期間（盛土完了後2年半）
34 水圧消散 365日 放置期間（盛土完了後3年半）
35 水圧消散 365日 放置期間（盛土完了後4年半）
36 水圧消散 365日 放置期間（盛土完了後5年半）
37 水圧消散 定常 最終
-123-