二相系動的シミュレーションに適用するMaterial Point Method
－グラベルドレーンを設置した液状化地盤を対象として－
地盤の液状化は大変形を伴う。局所的には基礎の沈下、地下構造物の浮き上がり、広域的には斜面崩壊、側方流動などの現象が挙げられる。大変形を伴う現象を解析的に表現するためには、高度な変形性能を有する数値計算法が求められる。本研究では、数値計算法として粒子法の1つと分類されるMaterial Point Method（MPM）に着目した。Biotの多孔質理論を基に、MPMの数値計算法の枠組みで二相系の運動方程式を離散化した。地盤の液状化を表現しうる構成則を導入し、提案する定式化に基づき数値解析プログラムを作成した。作成したプログラムは、直接法による理論解と比較することで検証を、遠心載荷装置を用いた振動模型実験結果を再現することで妥当性確認を行った。本論文では、MPMにおける二相系動的シミュレーションに関する定式化、検証、妥当性確認について報告する。
Application of two-phase Material Point Method for ground liquefaction
Liquefaction of foundation ground induces large deformations such as settlement of foundation structures, floating of underground structures, slope failures, and lateral spreading. In order to simulate these phenomena, effective numerical methods are needed that use specialized algorithms to account for the large deformations that geomaterials undergo. In this paper, we focus on the particle-based Material Point Method (MPM), into which we introduce Biot's porous media theory. Discretizing the governing equation for a two-phase material according to the MPM framework, we employ the Bowl liquefaction constitutive model for dilatancy and the RO model for the nonlinearity of liquefied geomaterials. Using this proposed framework, we develop a numerical simulator. This simulator is verified by comparing with an exact solution and validated by comparing against the results obtained by centrifuge model testing. The formulation, verification and validation of this newly developed simulator are reported.
PDFファイルをご覧いただくには、Adobe Readerが必要です。
お持ちでない方は、ダウンロードしてご覧ください。
Adobe Readerをダウンロードする
