科研費 - 野田 利弘
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海溝型連発大地震も視野に入れた我が国沿岸域の耐震性再評価と地盤強化技術の検討
研究課題/研究課題番号：21226012 2009年 - 2014年3月
科学研究費補助金 基盤研究(S)
野田 利弘
担当区分：研究代表者
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最新弾塑性地盤力学に基づく圧縮／伸長／横ずれ場にある表層地盤の地形変動過程の再現
研究課題/研究課題番号：22H01586 2022年4月 - 2025年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
野田 利弘, 淺岡 顕, 中野 正樹, 山田 正太郎, 中井 健太郎, 吉川 高広, 豊田 智大
担当区分：研究代表者
配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）
本研究では，変動地形学・構造地質学分野において分類・整理されてきた種々の浅部地質構造，とくに種々の変形（伸張・圧縮・横ずれ）場で生じる様々な浅部地質構造（listric断層，imbrication，Riedelせん断等）の発生機構を弾塑性数値地盤力学の立場から解明することを目的とする．これを達成するために，以下に示す項目を順次実行する．
1)三主応力試験および断層模型実験の実施，2)大規模三次元解析の実現に向けた解析手法の高度化・高速化，3)横ずれ場・伸張場・圧縮場においては発達する地質構造の数値シミュレーション -
液状化中の誘導異方性の変化を考慮した再液状化被害予測手法の開発と対策効果の検証
研究課題/研究課題番号：19H02402 2019年4月 - 2022年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
山田 正太郎, 京谷 孝史, 中野 正樹, 淺岡 顕, 野田 利弘
担当区分：研究分担者
本研究では，再液状化現象を含む液状化被害予測を高度に実現する技術を開発するとともに，開発した液状化・再液状化対策手法の有効性を検証し，より効果的な地盤改良法を提案することを目的とする．
これらの目的を研究機関内に実現するために，以下に示す項目を順次実行する．
1) 多様な土試料の液状化・再液状化特性の実験的把握と数理モデルの高度化・検証, 2) 数理モデルの水～土連成解析コードへの実装と模型実験を用いた精度検証, 3) 実地盤を対象とした液状化・再液状化現象のシミュレーション, 4) 液状化・再液状化リスクの評価スキームの構築, 5) 各種液状化対策効果の検証
前年度までに三軸試験装置および中空ねじり試験装置を用いた系統的な実験により，液状化中に生じる誘導異方性の変動の様子を捉えるとともに，再液状化に及ぼす異方性の影響を把握している．加えて，骨格構造概念に基づくSYS Cam-clay modelと非排水せん断挙動の特徴を再現可能な非関連Drucker-Prager modelが同時に負荷を呈することが可能な複合負荷弾塑性構成式を開発している．誘導異方性の発展や中間主応力の影響を考慮するなど，構成則の更なる高度化を図った．本年度は，複合負荷弾塑性構成式を慣性力を考慮した水～土連成解析コードに実装した上で高い精度で計算が可能な応力の更新方法の開発を行った．同構成式を導入した解析コードの検証を行い，安定的に計算が可能であることを示した．
一次元の地震応答解析を実施し，水～土連成の境界値問題として再液状化が表現可能であることを実証することができた．一連の解析の中で，一度液状化した地盤の液状化強度が履歴を受ける以前よりも低下することを表現可能であるとともに，このような現象が生じるのは，液状化終了時に異方性が高位に発達しているからであることを解析的に示すことができた．
さらに，盛土を有する砂礫地盤を対象とした動的な遠心模型実験のシミュレーションを実施した．開発したコードの実用性の検証を行い，計測結果の特徴を概ね再現できることを確かめた．また，同模型実験へ入力した地震動は東海・東南海連動地震の中でも最大規模のものであるが，そのような巨大な地震動を入力しても安定的に計算が可能であることを確認することができた．
2年目に予定していた慣性力を考慮した水～土連成解析コードへの開発コードの実装を行うことができた．また，液状化時においても安定的な計算を可能にする応力更新アルゴリズムを構築するとともに，開発したアルゴリズムおよび解析コードの精度と安定性を検証することができた．1次元および多次元の解析を遂行することができ，概ね順調な成果を上げることができた．
次年度はより高い精度での計算が可能となるように，構成式の更なる高度化を行う予定である．また，開発した複合負荷弾塑性構成式を実装した水～土連成解析コードによる地震応答解析を実施し，再液状化リスクの評価手法を確立することを目指す．また，これまでの実験的研究の中で，物理特性が再液状化のしやすさに与える影響が明らかになってきた．この成果を再液状化のしやすさを評価するための一次スクリーニングとして活用することについても検討する． -
巨大地震・豪雨のマルチハザードに対する飽和／不飽和土構造物の安定性評価と強化対策
研究課題/研究課題番号：17H01289 2017年4月 - 2021年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
野田 利弘, 中野 正樹, 中井 健太郎, 酒井 崇之, 吉川 高広, 山田 正太郎, 河井 正, 浅岡 顕
担当区分：研究代表者
配分額：44460000円 （ 直接経費：34200000円 、 間接経費：10260000円 ）
東日本大震災や熊本地震などの地震被害や、平成26年8月豪雨や平成30年7月豪雨などの豪雨被害が相次いで発生している。本研究ではこのような巨大地震と豪雨およびその複合事象に対する地盤・土構造物の性能評価を可能とする解析コードを新たに開発し、力学試験・模型実験の数値シミュレーションを通じて本解析コードの妥当性確認を行った。この解析コードを用いて、地震と降雨の複合外力に対する地盤・土構造物の性能評価を行い、耐震・耐水上の問題点／課題の抽出を行った。
大変形挙動を扱うための有限変形論に基づき、飽和・不飽和両状態にある粘土から砂までの広範な土を対象に、変形から破壊までを、動的・静的を問わずあらゆる外力条件下で統合的に扱う本解析コードは、巨大地震と豪雨およびその複合事象に対応可能な唯一の解析コードである。本解析コードにより、南海トラフ巨大地震と連続降雨時の複合シナリオ評価も可能で、評価対象や対策代替案の検討が一段と拡大する。また、地震中に加え地震後も対象にする本解析技術により、土構造物の長期評価も可能になる。 -
二重硬化弾塑性構成式の提案とそれに基づく地盤材料力学の体系化
研究課題/研究課題番号：16H04408 2016年4月 - 2019年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
中野 正樹
担当区分：研究分担者
独立に存在し得る二つの弾塑性構成式（自然堆積粘土の力学挙動の記述に優れたSYS Cam-clay modelと砂の非排水せん断挙動の再現に多用されてきた非関連Drucker-Prager model）が単一のモデルとして機能する新たな弾塑性構成式の枠組みを提案した．このモデルによって，様々な地盤材料の力学挙動が統一的に記述可能になった．同構成式を慣性力を考慮した水～土連成解析コードに実装し，実問題への応用を可能にした．
地盤工学分野では，長年の間，粘土と砂の構成式は別々に扱われてきたが，これらを統合可能な数理モデルが開発されたことによって，地盤材料力学の体系化に大きな前進があった．また，同モデルを実装した水～土連成解析コードによって，地震時の液状化現象や軟弱粘土地盤の荷重載荷による変形・破壊問題など，地盤災害の予測やそれを回避するための対策効果の検討が単一の理論体系の下で実施できるようになった． -
表層地盤の非線形挙動の影響を受けた観測基盤波から直達波を抽出する手法の提案
研究課題/研究課題番号：16K14303 2016年4月 - 2018年3月
科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究
山田 正太郎
担当区分：研究分担者
配分額：3640000円
非線形問題を取り扱うことが可能な地盤解析コードを使用し，表層地盤の非線形挙動と多次元波動伝播の影響を加味して，基盤内の観測記録から震源より伝わる上昇波を推定する手法の構築を行った．これを成し遂げるために，粘性境界条件の新しい利用法を提案した．また，提案手法を適用した解析コードが正しく機能することを実証した．
2008年岩手・宮城内陸地震における，荒砥沢ダムでの特徴的な強震記録を取り上げた．提案手法を用いた数値計算によって同観測記録の特徴を再現すること，基盤上昇波を推定することに成功した．本研究で示された研究成果は今後の耐震設計の入力地震動決定に一石を投じる結果となると考えられる． -
不飽和土を内包する地盤力学への展開と巨大地震に対する地盤～土構造物の耐震性評価
研究課題/研究課題番号：25249064 2013年4月 - 2017年3月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
担当区分：研究代表者
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慣性力を考慮した弾塑性有限変形解析による断層生成・地震動発生シミュレーション
研究課題/研究課題番号：25289143 2013年4月 - 2016年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
山田正太郎
担当区分：研究分担者
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東日本大震災の災害地理学的検証－「想定外」回避のためのハザード
研究課題/研究課題番号：24240114 2012年4月 - 2014年3月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
鈴木康弘
担当区分：研究分担者
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細粒分を多く含む表層土の液状化挙動に及ぼす深部地層構成の影響
研究課題/研究課題番号：24760377 2012年4月 - 2014年3月
科学研究費補助金 若手研究(B)
中井健太郎
担当区分：研究分担者
配分額：4420000円
浦安市内で実施されたボーリング調査および室内試験結果をもとに浦安市地盤の弾塑性モデル化を行い，東日本大震災で見られた甚大かつ非一様な液状化被害の発生要因を地層構成に着目して考察した．その結果，1）液状化層以深に堆積する軟弱粘土層の存在が地震波をやや長周期の範囲で増幅させて液状化しにくい中間土を液状化させた，2）基盤の傾斜によって不整形な境界から表面波が生成されることによって主要動終了後も比較的強い揺れが継続して液状化が拡大する，3）表面波と下部からの実体波が複雑に干渉することで，均質な地盤材料・状態を仮定しても地表面の変状がばらつく，ことなどを示した． -
再液状化現象の諸特性の実験的把握と骨格構造概念に基づくその数値的再現
研究課題/研究課題番号：23760443 2011年4月 - 2013年3月
科学研究費補助金 若手研究(B)
中井健太郎
担当区分：研究分担者
配分額：4290000円
三軸試験装置と中空ねじりせん断試験装置を用いた系統的な実験によって、液状化中に誘導異方性が目まぐるしく変化していることを示した。また、液状化終了時に異方性が発達した状態にあると、再液状化抵抗が著しく低くなることを示した。さらに、粒子形状が丸みを帯びた試料では、異方性の変動が生じやすいために、再液状化抵抗が低い状態にある可能性が高くなることを示した。実験結果を参考に、SYS Cam-clay model に超弾性構成式を適用すると共に、過圧密の解消速度を平均有効応力に依存させることでサイクリックモビリティの定性的記述に成功した。
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地震中および地震後数日～数年を視野に入れた自然堆積互層と人工地盤の耐震性評価
研究課題/研究課題番号：50093175 2009年4月 - 2009年5月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
野田 利弘
担当区分：研究代表者
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自然堆積および人工地盤の構造・過圧密・異方性を含む弾塑性地盤性状の確定
研究課題/研究課題番号：18360227 2006年4月 - 2008年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
浅岡顕
担当区分：研究代表者
配分額：17350000円
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微動H/V法に基づく表層地盤の地震応答特性の簡易推定法
研究課題/研究課題番号：17560423 2005年4月 - 2007年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
澤田 義博
担当区分：研究分担者
配分額：2900000円
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自然堆積地盤の遅れ長期圧密沈下のメカニズム解明と予測・対策工システムの開発
研究課題/研究課題番号：16360236 2004年4月 - 2006年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
浅岡 顕
担当区分：研究分担者
配分額：14100000円
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堆積環境を正確に反映する構成式をめざした,自然粘土の構造特性に関する実験的研究
研究課題/研究課題番号：15360251 2003年4月 - 2005年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
中野 正樹
担当区分：研究分担者
配分額：5700000円
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混合による新しい地盤材料の創出と液状粘土の減容化のための拡散混合理論の検討
研究課題/研究課題番号：14655171 2002年4月 - 2004年3月
科学研究費補助金 萌芽研究
浅岡 顕
担当区分：研究分担者
配分額：3400000円
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弾塑性力学に基づく円筒拡径による飽和地盤の締固め改良メカニズムとその特性の解明
研究課題/研究課題番号：13750469 2002年4月 - 2003年3月
科学研究費補助金 若手研究(B)
野田 利弘
担当区分：研究代表者
配分額：700000円
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弾塑性力学に基づく円筒拡径による飽和地盤の締固め改良メカニズムとその特性の解明
研究課題/研究課題番号：12750448 2000年4月 - 2001年3月
科学研究費補助金 奨励研究(A)
野田 利弘
担当区分：研究代表者
配分額：1500000円