木製構造物で補強された斜面の模型実験に対する有限要素解析の適用性について

Abstract

木製土留め構造物による斜面補強効果を定量的に検討する目的で, 破壊規準にモール・クーロン式を, 塑性ポテンシャルにドラッカー・プラガー式を用いた2次元弾塑性有限要素解析を行い, 乾燥砂質土地盤による模型実験と比較した。その結果, 水平地盤におけるフーチングの応力－沈下量関係を良好に予測することができた。一方, 補強斜面への載荷に関しては, 限界荷重までの強度変形特性をある程度シミュレートすることができたが, 限界荷重以後におけるフーチング応力の減少を表現できなかった。その理由としては, 部材の接合条件に対応した壁面剛性および土－補強材間の相互作用に関するモデル化が不十分で, これらの効果が過大評価されていると考えられた。

The purpose of this study is to quantitate the effect of slope reinforcement by wooden earth-retaining structure.We applied the elasto-plastic finite element method (FEM) based on Mohr-Coulomb's yield function and Drucker-Pruger's plastic potential function as constitutive equations. We also compared the results of analysis with those of modeling tests in the gravity field. As to a bearing capacity problem on the horizontal dry sandy ground, the relationships between loading weight and displacement of footing strip were successfully simulated. On the other hand, the strength and deformation characteristics of the reinforced slope with wooden earth-retaining structure were well simulated up to ultimate load, but the reduction of loading pressure was not explained after the ultimate load. It may be the reason that the effects of bolting wooden materials and interaction between soil and reinforcements are overestimated by means of the finite element array applied in this study.