※軟弱地盤における円弧すべりの検討、液状化時の検討には対応していません。

コンクリート矢板の設計
コンクリート矢板は、従来の鋼矢板に比べ耐久性、景観が優れていると考えられている工法です。コンクリート矢板では、以下2点について照査を行います。

1. 最大曲げモーメントが、ひび割れモーメントを下回ること
2. 変位量が許容変位量以下となること

土地改良以外の基準でも、コンクリート矢板を設計できます。

河床安定の照査
(a)ボイリング
ボイリングとは、砂質地盤で矢板の先端から締切内部に水がまわりこんでくる現象です。飽和した砂質地盤では、水路内の水を排水し、内部の土を掘削していく過程で、急激に地盤が破壊される場合があります。このような現象をふせぐために行う検討です。

(b)ヒービング
ヒービングとは、軟弱な粘性地盤において深い根切りや高い盛土を行う際に、周囲の地表面との高低差が荷重となって地盤にすべり破壊が生じ、設計地盤面が膨れ上がる現象です。これについて、設定に応じ照査することができます。

▲ヒービングの照査

フリューリッヒの地盤応力の理論
従来、盛土による換算載荷重の計算は、崩壊角を用いて行っていました。土地改良の基準では、単層盛土の場合にフリューリッヒの地盤応力の理論を適用し、載荷重の換算を行います。

本製品で設計可能な鋼材：鋼矢板について、「鋼矢板・設計から施工まで(2014年)」に準拠した低減係数の自動決定に対応しました。本基準には、U型鋼矢板9種類、ハット型鋼矢板2種類の、腐食代と低減係数の関係をプロットしたグラフが示されています。

本製品ではこれと同等のグラフを使用し、指定された腐食代t1と腐食代の比αより低減係数をグラフから読み取り自動決定します。

▲低減係数算定画面イメージ

地盤反力係数などの計算に使用するN値は、地層ごとの平均N値を設定する仕様となっていましたが、柱状図に基づくN値観測点の入力と、観測値からの平均N値の自動計算に対応しました。

▲N値観測点の入力画面イメージ

レベル2地震動のタイプI、タイプIIについて、耐震性能2または3を満たすことを検討します。これらの検討では、地震時の影響として以下のものを考慮します。

1. 構造物の重量に起因する慣性力
2. 地震時土圧
3. 液状化の影響
4. 地震時動水圧

各地震時の設計水平震度の算出は、道路橋示方書に準拠した地層条件からの自動算定が可能です。
また、見かけの震度については、二建の提案式のほか、災害復旧の標準式、荒井・横井の提案式を用いた算出に対応しています。

解析に弊社製品 Engineer's Studio® のソルバーを用いた、断面力、変位の計算に対応しています。
本モデルにおいて、矢板壁に作用する主働側側圧は、要素に対し連続の分布荷重として考慮します。受動土圧については、上下限値を受動土圧、傾きを水平方向地盤反力係数としたバイリニアの地盤バネを設定することで考慮しています。

▲地盤バネ

また、弾塑性法を用いることで、慣用法では計算できない鉛直方向の変位量を得ることができます。これにより、耐震性能2の変位についての照査を行うことが可能となります。

液状化の影響を考慮するため、地震時の各ケース、主働側、受働側地層のそれぞれに対して、液状化の判定と、低減係数の自動計算に対応しました。

▲形状決定画面

判定結果より、「液状化する」層が含まれている地震動に対して、新たに液状化時が検討ケースとして追加されます。
液状化時の場合、液状化すると判定された層に対しては、地盤バネに低減係数を考慮し、また、土水圧の影響として漸増成分と振動成分を考慮します。「河川構造物の耐震性能照査指針」では、2層系地盤を想定した計算法が記載されていますが、本製品ではこの手法を多層系地盤にまで拡張し、多様な地層条件における作用力の計算を可能としています。

▲多層系地盤における振動成分

最大5層までの盛土を考慮することができます。
この盛土部分は、換算載荷重として、主働土圧や、漸増成分を計算する際の有効上載圧に考慮されます。

▲多段盛土の入力画面

全体安定の検討では、矢板を含む地盤全体が崩壊に至るかを検討します。全体安定性が不足する場合には、基本的な計画の見直し、あるいはこの安定を満足するための対策について検討する必要があります。

すべり円中心が格子範囲内にある不特定多数のすべりに対する臨界面（最小安全率）の計算を縦横メッシュの格子上で行ない、その中で最小安全率となるすべり円を抽出する処理を行います。全体安定の計算データは当社UC-1「斜面の安定計算」用のデータとしてエクスポートすることができますので、同製品を活用することによって、より詳細な検討や対策工の検討等を行うこともできます。

▲全体安定（円弧すべり）

▲全体安定の検討結果画面

設計水平震度の計算に対応
地層の物性値より地盤種別を判定し、設計水平震度を自動計算します。

主働土圧係数の算定に対応
「修正物部・岡部法」を適用した場合の主働土圧係数の自動算定に対応しています。

Engineer’s Studio®のデータファイル形式(*.es)に対応

図面作成機能に対応しています。入力された矢板の平面図、断面図、正面図、数量表の作図を行います。

▲図面生成例（ハット型鋼矢板）