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 サポートトピックス・CAD/UC-1シリーズ

Geo Engineer's Studioのなぜ? 解決フォーラム

液状化の検討について

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地震による液状化に伴う盛土の変形解析には、「(1)静的全応力解析手法であるFEMを用いた自重変形解析」および「(2)動的有効応力解析」がありますが、本製品では(1)の方法に対応しています((2)の方法は「地盤の動的有効応力解析(UWLC)」で対応しています)。今回は液状化に伴う自重変形解析に関するよくあるお問い合わせの中から、液状化固有の設定方法や他製品との連携などについてご紹介いたします。

液状化のステージ設定

液状化解析を行う場合、モデル作成やメッシュ分割など基本的な操作の流れは通常の解析と同様ですが、ステージ設定では液状化固有の設定が必要となります。図1は液状化解析のフローですが、液状化解析では「液状化前」「液状化時」「液状化後の体積圧縮」の3つのステージが1セットになります。本製品で液状化解析を行うには、[ステージ設定]画面で解析状態を「液状化前」にして下さい(図2)。次のステージを登録する際には、自動的に解析状態が「液状化時」「液状化後の体積圧縮」で追加されます。


図1 液状化に伴う自重による変形解析のフロー 図2 ステージ設定

液状化の構成則について

液状化固有の構成則として、「液状化材料」と「せん断剛性低減材料」があります。液状化材料は液状化層に、せん断剛性低減材料は液状化層の上部に位置する非液状化層(例えば、河川堤防の堤体盛土、表土層など)に適用します。液状化材料とせん断剛性低減材料はそれぞれ2種類あり、「せん断剛性低減材料1と2の違いは何か。どの液状化材料と組み合わせればよいか」というお問い合わせを多く頂きますが、対応関係は表1の通りです。


液状化材料1

液状化材料2

説明

せん断剛性低減
材料1

せん断剛性の低減を比率で
簡易的に設定する方法

せん断剛性低減
材料2

-

経験的に被災事例等から
統計処理して得た推定式

表1 液状化材料とせん断剛性低減材料

液状化の沈下量に大きく影響するものは何か

液状化解析を実施した結果、想定よりも沈下量が過小(または過大)となる場合があります。液状化解析結果に大きく影響する要因として、せん断剛性Gや液状化層のN値、そして設計水平震度があげられます。地形の形状(モデル形状)も平坦であるか、堤体が異様に高く突出しているかによっても結果が異なります。また、液状化解析にもかかわらず沈下量が小さい結果となる場合がありますが、理由として、そもそも液状化する地盤ではないということも考えられます。


「柔構造樋門の設計・3D配筋」との連携

「柔構造樋門の設計・3D配筋」では、「Geo Engineer's Studio」で解析した地盤変形解析結果(沈下・水平方向変位分布)を取り込み、函体縦方向のレベル2耐震照査を実施することができます。以下に手順を示します。


  1. 「柔構造樋門の設計・3D配筋」で入力した地形条件を地盤解析用地形データファイル(*.GF1)として出力する。
  2. 地盤解析用地形データファイル(*.GF1)を「Geo Engineer's Studio」でインポートし、解析に必要な条件を入力する。
  3. 液状化解析を実行し、柔構造樋門計画位置の解析結果(鉛直変位、水平変位)をエクスポートする。
  4. 解析結果を「柔構造樋門の設計・3D配筋」でインポートし、函体縦方向のレベル2耐震照査を行う。

図3 「Geo Engineer's Studio」と「柔構造樋門の設計・3D配筋」の連携

(Up&Coming '22 春の号掲載)

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