研究者詳細 - 野田　利弘

講演・口頭発表等 - 野田　利弘

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Performance assessment of soils and structures by numerical analysis 招待有り国際会議

Noda, T.

ISSMGE Virtual University 2021年12月1日 International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

接触面の状態変化を記述する上下負荷面摩擦モデルの提案とひずみ速度で書かれた塑性乗数による負荷判定の重要性

野田利弘、豊田智大、安池亮

第67回理論応用力学講演会 2024年9月3日日本工学会理論応用力学コンソーシアム

開催年月日： 2024年9月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：神奈川大学みなとみらいキャンパス国名：日本国

本報では，著者らの提案した上下負荷面弾塑性摩擦モデルを紹介する．同モデルは，尾崎・橋口らの下負荷面摩擦モデルを浅岡らの上負荷面概念の導入により拡張したもので，静止摩擦係数が動摩擦係数より大きい状態を構造の「嵩張り」と見做し，接触面における静止摩擦～動摩擦間での摩擦係数変化を構造の発展則として記述している．本稿では，本モデルによりバネ～質点系のstick-slip現象が再現可能であることを紹介するとともに，塑性乗数の分母の正値性について言及し，すべり速度で書かれた塑性乗数の分子による負荷判定の重要性を指摘する．

u-w-p formulationに基づく間隙水の浸透を伴って伝わる”圧密波” の一次元伝播解析

豊田智大、野田利弘、松本雅紀

第67回理論応用力学講演会 2024年9月3日日本工学会理論応用力学コンソーシアム

地盤の透水性と隆起速度が正断層群形成に及ぼす影響に関する弾塑性有限変形計算

山田英司、野田利弘、浅岡顕

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月23日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

地球表層における地盤変形は，地盤材料の非線形に強く影響される。このような変形の形成過程は地形学や地質学の観点から解釈され，力学に基づいて統一的に記述されるには至っていない。著者らは，これまでに海底地盤の傾斜に伴って形成されたドミノ型正断層群に着目し，その形成過程を弾塑性地盤力学によって説明できることを示してきた。本報では，水～土骨格連成有限変形解析コードGEOASIAによって地盤の透水性と隆起速度が正断層群の形成過程に及ぼす影響を調べ，その結果，地盤の透水性と隆起速度の組み合わせに応じて形成される正断層群の形状が異なり，計算で得られた正断層群の形状は実際の形状と整合することを示す。

水文調査結果を考慮した熱海盛土崩壊の空気～水～土連成弾塑性有限変形シミュレーション

吉川高広、田中祐輔、野田利弘

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月23日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

2021年7月に発生した熱海市逢初川盛土崩壊のメカニズム解明を目的にその数値解析を行った。盛土崩壊領域では降雨時に地下水流入が多いことが水文調査から明らかとなっているため、降雨に加えて地下水の流入の条件も考慮した。このとき、地下水流入量は被災後に実施された地下水位調査結果を基に設定し、また鳴沢川流域から降雨後に遅れを伴って流入する地下水の有無も検討した。その結果、遅れを伴う地下水流入を考慮することで、2009年以降最大の48・72時間雨量を記録した2014年10月の降雨・地下水流入条件では盛土は崩壊せず、被災時の条件で盛土が崩壊する結果を得ることができた。

完全排水・非排水条件下にある海底弾性地盤の波浪作用時応答の理論解導出

飯島琢臣、豊田智大、野田利弘

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月24日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

Yamamotoは，Darcy則を基に有限な値の透水係数を有する海底地盤の波浪外力作用下の弾性応答の理論解（定常解）を導出している．しかしながら，透水係数が十分に大きいまたは小さい場合，すなわち海底地盤が完全排水または非排水に近づく場合については，単純にYamamotoの理論解の透水係数k→∞,0の極限をとることによっては，解の導出が不可能であり，波浪作用下の海底地盤変形における透水性の影響を十分に評価できない．本稿では，Yamamotoの理論解の導出方法を参照して，波浪外力作用下で海底地盤が完全排水（透水係数が∞）と完全非排水（透水係数が0）となる下での理論解を新たに導出する．

ドレーン工を有する砂地盤～盛土系の地震応答解析におけるu-w-p formulationの優位性

豊田智大、野田利弘

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月24日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

東日本大震災後の既設堤防被害状況調査において，基礎地盤にグラベルドレーンが施工された区間においては大規模変状を生じなかったことから，大規模地震に対する河川堤防の液状化対策工として「グラベルドレーン工法」が注目を集めている．しかし，その有効性に反し，その性能照査手法は未だ確立されていないことから，現行の河川堤防の液状化対策の手引きでは，同工法に関する記載が欠落している．この状況を踏まえ，「河川堤防の液状化対策の手引き検討委員会」においては，同手引きの改訂に向けたグラベルドレーンの性能照査手法の検討が進められてきた．一方，地盤の動的変形解析手法としては，間隙水の静的浸透を仮定するu-p formulation（以下，単にu-p と記す）に基づく水～土骨格連成解析が主流であるが，ドレーン材のような高透水性領域を有する地盤の液状化解析においては，u-pによる計算が実行不能に陥ることが知られており，計算を安定して遂行するためには，間隙水の動的浸透を考慮するu-w-p formulation（以下，単にu-w-pと記す）の適用が必要不可欠となる．本稿では，ドレーン工を有する砂地盤～盛土系の地震応答解析をu-p/u-w-p による比較を通じて，ドレーン工を有する河川堤防の地震時変形予測手法としてのu-pの限界とu-w-pの優位性を示す．また，u-w-pにより解かれたドレーン内流速場の可視化事例を紹介する．

砂地盤におけるモノパイル基礎の繰返し水平載荷実験とその数値解析

杉山博一、福武毅芳、桐山貴俊、野田利弘、奥野哲夫、高稲敏浩

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月24日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

着床式洋上風車の基礎形式としてモノパイルが採用されるケースが増加している。設計に際しては、暴風、波浪等の水平繰返し荷重の作用による地盤剛性の低減、変位の蓄積を考慮した地盤ばねを評価する必要があり、近年日本でもその評価方法の妥当性検証のための実験および解析手法の検討が進められている。筆者らは、飽和砂地盤中のモノパイル基礎を水平繰返し載荷する遠心模型実験を行った。本報告では、その遠心模型実験を対象とした再現解析と予測解析の結果について示す。

一次元質点～バネ系を用いた時間依存性上下負荷面摩擦モデルの表現能力の検証

野田利弘、安池亮、豊田智大

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月23日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

構造物と地盤の相互作用問題を扱う数値解析においては，境界面での摩擦現象は極度に単純化してモデル化されることが多い．例えば，二物体間は常に固着されていて相対変位速度を生じない（完全固着条件），境界面での摩擦力は一定で変化することはない（完全塑性すべり条件）などの理想化である．しかし，摩擦現象では，接触面の相対変位に伴う固着～すべり状態および静止摩擦力～動摩擦力の滑らかな遷移が予想される．剛塑性的なCoulombの摩擦則ではその滑らかな増減を表現することができないため，これまで著者らは，摩擦力の連続的変化を記述可能なOzaki et al.の時間依存性下負荷面摩擦モデルにAsaoka et al.の上負荷面概念を導入した時間依存性上下負荷面摩擦モデルを提案してきた．静止摩擦係数より動摩擦係数の方が大きい状態を摩擦係数の「嵩張り」と捉え，それが接触面の「構造」に由来するとすることで摩擦係数の変化に物理的意味を与えたモデルとなっている．本稿では，同モデルの表現能力検証にあたり，法線応力の時間的な減少／増加が固着～すべり状態（stick-slip現象）の挙動に与える影響を評価する．

上下負荷面摩擦モデルの初期値境界値問題への適用と単純せん断場でのすべり伝播解析

安池亮、豊田智大、野田利弘

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月23日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

これまで著者らは摩擦現象で予想される接触面の固着～すべり状態の滑らかな遷移や摩擦力の連続的変化を表現可能な時間依存性上下負荷面摩擦モデルを開発している．本モデルは，静止摩擦係数が動摩擦係数より大きい状態を摩擦係数の「嵩張り」（構造）と表現している．これまで，同モデルの表現能力を様々な初期値問題を通じて確認をしてきた．本稿では，速度型動的変形解析手法の境界条件に本モデルを実装し，摩擦由来の動力学現象（stick-slip現象）の再現を行った．特に単純せん断によって生じる接触面の法線応力分布の変化に着目し，すべりが非一様に生じることへの影響について議論する．

円筒模型を用いた井戸式真空圧密工法の一次元遠心力模型実験（その2）3次元FEMによるシミュレーション

梅原由貴、高橋真一、山田祐樹、杉江茂彦、野田利弘、中野正樹、高稲敏浩

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月23日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

軟弱粘性土による埋立工事では，造成後地盤の残留沈下や強度不足が問題となる場合がある。筆者らは，残留沈下抑制と強度増加のための圧密促進工法として，図-1 に示す真空井戸・透水層・ドレーンを用いた真空圧密工法「BOLVAC®工法」の有効性について検討してきた。この工法は，真空井戸により地盤内の透水層に負圧をかけつつ揚水し，透水層とバーチカルドレーンを介して負圧を広範囲に載荷することにより，軟弱粘性土を効率よく圧密促進させる工法である。既報では，効果検証を目的とした層厚15m 相当の遠心力模型実験結果について報告した。本報では，その3 次元FEM によるシミュレーション解析結果を示す。

長期・大沈下の可能性がある軟弱地盤盛土の水～土連成有限変形解析

田代むつみ、野田利弘、高稲敏浩、稲垣太浩

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月23日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

本報告では，現在建設中の東海環状自動車道海津地区の軟弱地盤を対象に，盛土載荷に伴う長期沈下の可能性を数値解析により検討した結果を述べる．海津地区の軟弱地盤は，稲垣らの報告の通り，供用後20年間で1.2mを超える残留沈下が発生した東名阪自動車道長島地区の軟弱地盤と類似性が確認されている．両地区は直線距離で25kmほど離れているが，いずれも濃尾平野の沖積層（南陽層）上に位置し，後背湿地性の上部粘土層（Atc層），上部砂層（As層），厚く堆積した海成の下部粘土層（Amc）の順に構成される．Amc層の厚さ（約30m）のみならず，その物理的・力学的特性の深度方向分布も酷似している．著者らの提案手法からも，両地区のAmc層は長期沈下の可能性があると判定される．そこで，長期沈下を考慮できる数値解析手法として，土骨格の弾塑性構成式SYSカムクレイモデルを搭載した水～土連成有限変形解析プログラムGEOASIAを用い，海津地区の長期沈下の可能性を検討した．海津地区ではSIC建設のため高さ4.1mのサーチャージ盛土が2018年より建設され1mを超える沈下量が観測されている．この地点で観測値と解析値を比較することで，解析手法の妥当性を検証した．

濃尾平野の沖積層に分布する構造高位粘土が支配的な海津地区の軟弱地盤特性

稲垣太浩、寺澤南海、萩野凌平、田代むつみ、高稲敏浩、野田利弘

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月23日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

東海環状自動車道海津スマートインターチェンジ(仮称)(以下,「海津SIC」)は，図1に示すとおり，濃尾平野東端で養老山脈の麓に位置する.地質は，完新世の沖積層が分布し上部に陸成粘土と砂の互層が約10mあり，その下部に海成粘土層が20mを超えて中間に砂層が全く挟まれることなく連続に分布している. NEXCO3社設計要領1)(以下,「要領」)の地盤タイプ分類では，Ⅲa型で1mを超えるような大きな長期沈下(残留沈下)が生じる可能性が高い地盤に該当する. 海津SICではこの軟弱地盤上に2m盛土の構築が計画されている.沈下対策としては，2017年時点に開通まで十分な放置期間があると判断し，図2に示す型状の盛土に無処理で2mのサーチャジにより盛立てた.約4mの盛土は2018年5月18日に盛立完了した. その後約2000日経過した2023年11月時点で図3に示す観測位置の沈下量は108cmとなり(図4)，一次元のe法による予測値の約90cmを超えて沈下が継続している. そこで，今後の長期沈下が懸念されたため，2023年9月に盛土した地盤の圧密状態と特に粘土の構造に着目した土質調査をした. 本報は，調査結果から明らかになったことして，盛土地点の深い層が未圧密状態にあり，かつ粘土の構造を調べると長期沈下が大きい地盤に該当することを述べる．

封入空気と連続空気の連成を考慮した不飽和シルト三軸供試体の吸水破壊シミュレーション

吉川響貴、吉川高広、野田利弘

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月25日公益社団法人地盤工学会

開催年月日： 2024年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：北海道旭川市国名：日本国

著者らはこれまでに，降雨による斜面崩壊のメカニズム解明を見据えて，不飽和非塑性シルト三軸供試体の吸水破壊試験とその数値解析を実施してきた。本稿では，新たに封入空気と連続空気の両方を連成させた土骨格～毛管水～封入空気～連続空気連成有限変形解析コードを用いて数値解析を行い，土供試体の吸水時の変形・破壊挙動を表現するためには，封入空気の圧縮性を考慮する必要があることを示す。

繰返し載荷中の液状化程度がその後の非排水繰返しせん断挙動に与える影響

中井健太郎、南龍之介、三宅優香、野田利弘

第59回地盤工学研究発表会 2024年7月24日公益社団法人地盤工学会

水理周期境界導入のための要素境界水圧を陽に未知数にとる定式化手法の提案

飯島琢臣、野田利弘、豊田智大

第29回計算工学講演会 2024年6月10日計算工学会

開催年月日： 2024年6月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：神戸国際会議場（神戸市）国名：日本国

本稿では，波浪作用下の水平無限海底地盤応答における水平方向流量の周期性を考慮するため，Christian 田村流の有限体積法において境界の水圧を陽に未知数にとる定式化手法（u-p-pb formulation）を提案した．未知数とした境界水圧の数だけ，流量に関する条件式と境界水圧差に関する条件式を連立することで閉じた方程式系を構築した．また，地盤の側壁において，同じ鉛直位置における境界からの水の流量の収支が0という条件と境界水圧が等しいという条件をu-p-pb formulationの下で課し，波浪外力作用下海底地盤応答を求めた．解析は異なる3ケースの透水性（透水係数k = ∞，10−4 , 0[m/s]）をもつ地盤を想定し，理論解と数値解析解を比較した．その結果，水圧増分のみならず，平均有効応力増分，軸差応力増分，そして変位のいずれもが理論解と数値解析解で一致し，開発した手法の妥当性を確認し，周期水理境界表現における有用性を示した．

時間依存性・上下負荷面弾塑性摩擦モデルの初期値問題への適用と特性把握

安池亮、豊田智大、野田利弘

第29回計算工学講演会 2024年6月10日計算工学会

封入空気の圧縮性を考慮した不飽和シルト三軸供試体の吸水破壊シミュレーション

吉川高広、吉川響貴、野田利弘

第29回計算工学講演会 2024年6月10日計算工学会

Darcy-Brinkman流のw-p陰的有限要素解析手法の開発

松原優作、豊田智大、野田利弘

第29回計算工学講演会 2024年6月10日計算工学会

時間依存性下負荷面摩擦モデルを適用した速度型動的微小変形解析手法の開発

安池亮，豊田智大，野田利弘

土木学会第78回年次学術講演会 2023年9月14日土木学会

開催年月日： 2023年9月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：広島大学（東広島キャンパス）国名：日本国

これまで，構造物～地盤の相互作用問題においては，物体間の摩擦について種々の理想化がなされることが多く，接触面が常に完全固着状態あるいは完全塑性すべり状態（摩擦なし，または定摩擦力の作用）で仮定されてきた．しかし，実際の摩擦現象では，固着～すべり状態の滑らかな遷移とそれに応じた静止摩擦力～動摩擦力間での連続的な摩擦力の増減が生じる．そこで本稿では，摩擦力の連続的変化を記述可能な時間依存性下負荷面摩擦モデルを速度型動的微小変形解析手法に境界条件として実装し，安定すべりやstick-slip現象といった摩擦由来の顕著な動的非線形現象が初期値境界値問題の解として得られることを示す．

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