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一

1

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‑ E E ‑

‑ ‑ ‑ ‑

‑ ‑

‑ L J  

MaxilT1l.lTl = 5.591&001 

50a恰10M猷 = 自D∞@心01

図‑8.12

目

^ci^lm^町pr町'emenl embankmenl 

8 . 4  

実地盤を模擬した数値シミュレーション

8

.4

. 1 

解析モデル

次にパラメトリ ックスタディにより、前節で使用した材料物性値を用い、改良幅

B

、改良 厚さ Dを種々変化させた数値シミュレーションを行う。その結果より改良層の設計の最適 条件を特定する。図・

8

.1

3

に数値シミ ュレーションにおける解析モデ、ルを示す。解析モデル は図‑

8

.4と基本的には同じであるが、より実地盤の挙動予測をするため、図中における

X

を

3X

(=4

2 . 7 m )

とし、解析領域を拡大した。 ただし、本解析は対称軸から右半分を取り上げ 解析を行った。

数値シミュレーションにおける解析ケースを表

‑ 8

.4に示す。ケース名は改良幅

D

と改良 厚さBの長さ

(m)

を用い、

BID

で表示したものであるが、実数にすると複雑になるため実数 化せずに用いた。また、比較対照として設定した改良層を有さないケースは便宜上

BID=O / O

としている。

l〈

出 会 ー 7 ー が

.6

l〈

8

.4

. 2 

解析結果

( a )応力状態

表‑8.4 数値シミュレーションケース

ケース(B/D) B  D  (m)  (m) 

0/0 

。 。

5.8/1  5.8 

5.8/1.5  5.8  1.5  7.7/1  7.7 

7.7/1.5  7.7  1.5  9.611  9.6 

9.6/1.5  9.6  1.5 

J.在=42.7

ヲ

11.2 

47.5  〉:

(単位 m) 図‑8.13 解析モデル

載荷終了時の土圧分布をケースごとに図・

8 . 1 4

に示す。改良深さ

D

で最大土圧を比較して みると、 Dが大きい方が最大土圧が大きくなる傾向がある。同様に改良幅Bで比較してみ

ると、 B~7.7m であれば B が大きくなるほと。最大土圧は小さくなるが、ほぼ同値である。

これらのことから、改良幅Bや改良厚さ Dに最大土圧はそれほど依存していないことがわ

かった。ただし、改良幅を大きくすることで荷重分散効果が得られることが示唆された。

(a) BID= 0/0 

(b) B/D= 5.811 

(c) 

B / D= 

5.8/1.5 

(d) B/D= 7.711 

(e)β/1)=77115 

(

ηB/D=9.611 

(11.) BID= 9.6/1.5 

!

^{・‑‑・1111}

日

^{...75250町田血俳∞∞白子50}

…

^{O0ee‑‑00110∞001l110‑1l0o‑‑‑117l....52oooo5ぼlOe‑∞日}叫lO&‑002^{lOee‑‑<<旧由111}

‑7.割却白砂∞210‑5.0ぽlO&‑002

‑5.飢渇白子∞210‑2.5ぽlO&‑002

・2.5∞0e‑00210O.∞α泊+∞0 O.αlOOeφ唱∞103.4373tKlO4  ntervat = 2白砂曲2

1

^‑・・¹¹1.^..7250⁵

M

^{回0e‑0000胎・∞}白砂00110^111100‑・・¹¹1.^..50^{2剖珂・.QO蜘 ∞}国却&‑00^5OOe‑∞l11

・1.()()()()o‑()口110・7.5OOOo‑OC泡

‑7回目却白炉目立10‑5.0四lOe‑oo哩

‑5.0∞白子00210 ‑2.50∞&‑002 

‑2.日羽白砂∞210O.∞目指+∞0 0.0田lOe叫00同 7.5201e‑<即日5 lnte同副 =2晶子氏泡

‑2.2田8e‑OQ110 ‑2.0国初e‑ool

‑2.0∞白>‑00110‑1.75OOe‑ool 

・1.7500e‑00lI0寸5αm・.QOl 4日lO0e‑00110・1.2日lO&‑OOl

‑1.2田Oe‑OO1 10 ‑1.00∞&‑001 

‑1.0∞oe‑∞110 ‑7.5000&‑00喧

・7.5OO0e‑00210 ‑5.0000・{)(盟

‑5αm白砂∞210・.2.5αlOe‑側担

‑2ぷlOOe‑00210 O.∞倒語+000 0.0似却制。∞104.0774e‑005  lnlorval = 2.5砂田2

‑2.35901ト00110 ‑2.0000ト・001

‑2.α泊白シ∞110‑1.75OOe‑∞1 

‑1.7500e‑00l 10 ‑1.5αlO&‑OOl 

・1.日沼恒・∞110・1.25OOe‑∞1

・1.2田Oe‑ool10・1.00却&‑001

‑1.0∞Oe‑ool 10 ‑7.50田舎00喧

‑7.5OO0e‑002 10 ‑5.0剖lO・0α2 6ぽ淘白子∞210‑2.5αlOe‑似l2 4日加。，∞2100∞剖持+∞0 0.00∞・+00010  2.9282e‑005  In回rval= 2.5e‑回2

‑2.5773・00110 ‑2.2500&‑00、

‑2.2印 』 ∞110・2臥lOOe‑∞，

‑2.0∞0e‑001 10 ‑1.7日lOe‑ool 寸7500e‑00lI0‑1.5O∞e‑ool

・1.ヨlOOe‑OOl10 ‑1.2500&‑001 

‑1̲2曲。e国)110・1.0四珂e

∞

1

‑1.0∞0e‑001 10 ‑7.50∞8‑0但

・7.制加0・00210‑5.0叫lOe‑002

‑5.αlOO<テ∞'210‑2.5αlO.トαl2 岳民lOOe‑∞2100∞α恥 ∞

o

0.00∞e+OOO 10  5.1203e‑<刷 In困問剥 =2.5<ト回2

‑2.3065・00110・2.00008‑001  4成田悟∞110・1.7反lOe‑∞1

・1.7500<ト∞110‑1.5ぽlOe‑∞1

・1叡加持∞110寸2日lOe‑∞1

・1.2拍0e‑00110‑1.00∞ 凶01 4匹目白砂∞1to ‑7.5世田@回程

・7邸周白砂田210‑5田X田・.002

‑5.000白子∞210‑2.50000ぃ似担 .2.500白ト∞210O.∞α泊+∞

o

0.0剖却軒。∞101.11520‑α n   intorval = 2.5e‑曲2

‑2.55428‑0ロ110・2.2500令001 .2.2ω』 ∞110‑2.0ぽlOe‑∞1 .2.0∞Oe‑OO 1 10 ‑1.7日lO8‑001

‑1.7印白炉∞110‑1.5仮泊e∞1

・1.500白子001to ‑1.2500e‑001 

‑1.2500e‑00l 10 ‑1.0000&‑001  4国lOOe‑国)1to ‑7.5<X)()e‑剖l2

・7.5OO0e‑0Cl210・5.00却砂00哩

‑5.0∞oe‑∞2 10 ‑2.5oooe‑OC盟

‑2.5OOOe‑∞210 O.∞00e+∞0  0.00

∞ 刷 。

0010  3.19320‑0閃

In困N剖 2昌子園)2

図‑8.14 載荷終了時の

t

圧分布

‑ 116 ‑

( b )破嬢領域

図・8.15 に 60kPa 載荷後の破壊領域を示す。 まず、改良幅 B で比較する。(d)~(g) を見ると、

改良幅が盛土下端幅よりも大きいケースでは引張破嬢の領域が大きい。これは、改良幅が 大きいために、曲げモーメントが大きくなり生じたものと考えられる

。

次に、改良厚さ

D

で比較すると、多少の相違は見られるが、同様の破壊領域を示している

。今回は改良厚さ

を

1m

、I.5mと設定しており、その差が小さいため、改良厚さの影響が顕著に現れなかった

と推察される。

本 章8.3.2の図‑8.9と比較すると、改良層に引張破壊が見られるものの、盛土に破壊領域 が見られない。これは、粘土層の幅を拡大したことで、境界の影響が小さくなったためと 考えられる。

( a )  B / D=O / O 

l 一一 「 一 一

(b) 

BID=5.8 / 1 

^(c) 

B I D = 5 . 8

/J

. 5  

￨ 一 一 ^￨  「 一 一 ^￨ 

(d)B / D=7.

7/l 

( e )   B I D = 7 . 7 /

1.5 

「 十 一 ^￨  _{「 ー ‑ ￨}

(t) 

B / D=  9 . 6

/1 

( g )  B / D=9.6 /

1.5  図‑8.15 60kPa載荷後の破壊領域

( c )荷重強度ー沈下量関係

図・

8 . 1 6

に荷重強度・沈下量関係を示す。(的は全ケースの結果を示しており、

( b )

は改良 幅Bによる影響を、

( c )

は改良厚さ Dによる影響を見やすくするために示したものであ る。まず、

( a )

を見ると、どのケースもほぼ同様な曲線を描いていることがわかる。最も 支持力が大きいケースと未改良の

B / D = O / O

とを比較すると、最大沈下量に約

O

.2mの差 が確認された。このことから、今回設定したケースの範囲では、改良幅や改良厚さの支 持力に与える影響は小さいということが明らかになった。

( b )

を見ると、改良層を有す ケースは未改良のケースよりも支持力は大きいが、改良層を有す

3

ケースは曲線がほぼ 一致している。これは、改良層を拡大しても、その分曲げモーメントが大きくなり、改 良層の下部から引張破壊が生じるためと考えられる。

( c )

を見ると、改良厚さが大きい ほど沈下が抑制されていることがわかる。これは、改良厚さが大きいほど軟弱層の厚さ が小さくなり、軟弱層の圧密による沈下量が小さくなったためと考えられる。したがっ て、改良厚さを

2m

、

3m

と大きくすると、さらなる支持力の増加が期待できる。

今回の数値シミュレーションケースでは、改良幅と改良厚さの影響を明確に把握する ことはできなかった。しかし、詳細に見ると、改良幅は盛土下端幅よりも大きくしても 効果は無く、改良厚さは大きいほど沈下が抑制されることがわかった。よって、支持力 増加効果は、改良幅よりも改良厚さの方が影響が大きいと推察できる。また、改良層の 拡大は改良層下部に集中する曲げモーメントの影響が大きいことから、改良層を拡大す る場合は曲げモーメントに対する補強が必要といえる。

今後の課題としては、今回の解析では、モデルに改良層と粘土層との境界に生じる摩 擦を考慮していなかった。したがって、より正確なシミュレーションを行うには、イン

ターフェイス要素を導入し、境界の摩擦を考慮することが必要といえる。

( d )変形挙動

図

‑ 8 . 1 7

に

6 0

kP

a

載荷後の変位ベクトルを示す。最大変位が最も大きいケースは未改 良の

B / D = O / O

で、鉛直変位、側方変位ともに大きい。この結果より、改良層を構築する ことで、周辺地盤へ与える影響を軽減できる可能性を示した。最大変位が最も小さいケ ースは

B / D = 5 . 8 / 1 . 5

で、軟弱層が小さく、改良層に生じる曲げモーメントの影響が小さいケ ースで、あった。また、全ケースで、盛土の法面側で、盛土中央部に向かう変位が見られ、

改良幅が大きいほど、その変位ベクトルの水平方向の成分が大きい。このことより、改 良幅が大きいほど大きな曲げモーメントが生じ、改良層下部に引張応力集中しているこ とが伺える。

︒ ︒

0 

0.1 

0.2  0.3  5 0.4 

F o 5  

~0.6

0.7 

￨一 一8/0=0/0 0.8 I 

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ドキュメント内 低品質発生土による高機能地盤材の開発・利用 (ページ 122-127)