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道路盛土の液状化流動解析

概要
道路盛土を対象に、大規模地震時(レベル2タイプT相当)の残留変形(沈下)をALID/Winで解析した例です。
FL分布の算出方法による違いを次の3ケースで比較しました。

ケースA : 道路橋示方書の判定式
ケースB : 地震応答解析結果から地震時せん断応力比を求めて判定(道路橋示方書準拠)
ケースC : 地震応答解析結果から累積損傷度法を用いて判定
解析条件
 
  想定地震動
レベル2タイプT相当:地表面で340gal
  盛土規模
高さ:5.0m
敷幅:25.0m
  液状化物性
液状化対象層:AAs層
  層厚10.0m、RL=0.278、Dr=54%
  液状化時の低下剛性
安田・稲垣の推薦式
(RLとFLから低下剛性G1を推定)
  液状化後の沈下
石原・吉嶺の式による
解析手順
 
  1)常時応力解析
地震前の現況地盤応力を求める
(堤体施工過程のシミュレート)
  2)地震応答解析
地震時の応力時刻歴を得る・・・『ADVANF/Win
  3)液状化抵抗率FL計算
液状化抵抗率FLは、要素毎に算出
ケースA,Bは『ALID/Win』の自動計算機能による(道示準拠)
ケースCは『EXCESS/Win』にて算出
  4)液状化流動・残留沈下解析
3)のFL分布を用いて液状化流動、および、過剰水圧消散に
伴う沈下解析を行い、残留変形を求める
解析モデル
・盛土と地盤は弾塑性体(MC-DPモデル)でモデル化
・モデル化範囲:盛土を中心に左右40m。
 ただし、解析時には側方に60mの付加地盤を付与(ALID/Win独自の機能)

土質ブロック図

FEMメッシュ分割図



ケースA結果図(道路橋式によりFLを算定した場合)

ケースA液状化抵抗率FL値分布図

ケースA残留変形図(沈下分布図)



ケースB結果図(地震応答解析から求めた地震時せん断応力比を用いてFLを算定した場合)

ケースB液状化抵抗率FL値分布図

ケースB残留変形図(沈下分布図)



ケースC結果図(累積損傷度法によりFLを算定した場合)

ケースC液状化抵抗率FL値分布図

ケースC残留変形図(沈下分布図)



比較結果
・この解析例では累積損傷度法を用いたケースCの盛土沈下が最大となりました。
解析ケースとFL算定方法 堤防天端の最大沈下量
 ケースA : 道路橋示方書式 236.8cm
 ケースB : 地震応答解析+道示式 185.7cm
 ケースC : 地震応答解析+累積損傷度法 243.6cm



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