Faculty Profiles - NODA, Toshihiro

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断層面近傍に見られる地盤材料の強度低下に関する弾塑性力学的考察

山田英司，野田利弘，中井健太郎，浅岡顕

第56回地盤工学研究発表会 2021.7.13

Event date： 2021.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan

断層が形成された地盤の母岩部と断層面近傍では強度差が生じる調査結果が得られる。本報では，地盤の隆起・傾斜によって正断層群が形成された地盤を対象とし，弾塑性計算によって地盤強度を調べた。計算には，骨格構造の働きに着目した土の弾塑性構成式SYS Cam-clay modelを搭載し，慣性力を考慮する水～土骨格連成有限変形解析コードGEOASIAを用いた。その結果，断層形成時には，塑性変形によって骨格構造を喪失するため強度は低下するが，その後の続成作用によって地盤が固結すると，断層形成時における骨格構造の喪失度合いの違いから，母岩部の強度は回復し，断層面近傍との強度差が生じる可能性を指摘した。

サクション低下と間隙圧上昇による緩い不飽和シルト三軸供試体の吸水破壊実験

吉川高広，野田利弘，広瀬祥

第56回地盤工学研究発表会 2021.7.12

Event date： 2021.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan

平成30年7月豪雨や令和元年東日本台風をはじめ，降雨による斜面や盛土の崩壊が多発している。本稿では，降雨による斜面や盛土の崩壊メカニズム解明を見据え，緩い不飽和シルト三軸供試体を荷重一定条件下でサクション低下と間隙圧上昇により吸水破壊させる実験を行った。サクション低下過程では，サクション低下開始時の軸差応力が大きいほど軟化の程度が大きく，サクション0kPaの排気排水三軸圧縮試験結果よりも軸差応力が低下すること，また間隙圧上昇過程では，骨格応力経路で限界状態線に到達する辺りで急激に軸変位が進展し，軟化することを示した。

弾塑性地震応答解析による地層不整形性・軟弱粘性土・連発地震に着目した2016年熊本地震における阿蘇カルデラ陥没メカニズムの解明

中井健太郎，野田利弘，浅岡顕，福田慎也

日本地球惑星科学連合2021年大会 2021.6.5

Event date： 2021.5 - 2021.6

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan

熊本地震(2016)で発生した，阿蘇カルデラ内の北西部に約10kmにわたる帯状の陥没性亀裂に関する地震応答解析から，以下の結論を得た．
(1) 地層不整形性を考慮すると，(a) 深部から浅部へと伝播する実体波の焦点効果，(b) 長周期な表面波の励起と滞留，(c) 実体波と表面波が表層の特定場所で起こす増幅的干渉(エッジ効果)が生じた．このため，波動伝播が複雑となり，地盤内の特定箇所で揺れが大きくなった．
(2) 湖成粘性土層は軟弱な状態にあったため，地震による繰返し載荷によって容易に平均有効応力が減少し（剛性が低下し），地盤の固有周期を増加させた．
(3) 前震によって固有周期が増加した地盤に対して，長周期成分を多く含む本震が連続発生したことによって，地震動の長周期成分が著しく増幅された．この長周期の大きな揺れが，表層における陥没被害を発生させた．
つまり，阿蘇カルデラの陥没性亀裂被害は，上記(1)(2)(3)のすべての複合的作用により発生したこと，換言すれば，いずれかの要因が1つでも欠けていれば発生しなかった可能性があることを解析的に示した．

弾塑性地盤力学に基づく一様圧縮作用下でのImbricationおよびデコルマの形成解析

豊田智大，野田利弘，大西和也，浅岡顕

日本地球惑星科学連合2021年大会 2021.6.3

Event date： 2021.5 - 2021.6

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan

水平圧縮を受ける地盤においては，構成材料や境界条件に応じて，多種多様な地形が生じることが知られている．地盤内での単一の変位不連続に限定しても，発生角度が45°以上の「逆断層」，45°未満の「衝上断層」，水平に滑動する「デコルマ」が存在する．さらに，これらのすべり線が複数生じて地盤のpartitioningが進むと，共役なすべりに挟まれたブロックが隆起する「pop-up」や，平行な衝上断層群である「imbrication」など，さまざまな断層変位地形が形成されてゆく．このような地形の非可逆的かつ多段階に亘る形成過程を数値解析により解くためには，(1)地盤材料の材料非線形性，とくに軟化現象を表現可能な弾塑性構成式，および(2)地盤の形状および状態の変化を刻々と追跡可能な有限変形理論に基づいて解析を行う必要がある．本報では，端緒的ではあるが，著者らが開発した(1)(2)の点および間隙水の存在と慣性力を考慮可能な地盤の変形解析コードGEOASIAにより，上に挙げた種々の圧縮地形の形成解析を行った結果を示す．

三次元的な地下構造を有する堆積盆地の水～土骨格連成弾塑性地震応答解析

野田利弘，豊田智大，岩井周平，浅岡顕

日本地球惑星科学連合2021年大会 2021.6.6

Event date： 2021.5 - 2021.6

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan

地盤内部に非一様な堆積構造が存在する場合，地盤内の波動伝播は複雑なものとなることが知られている．とくに堆積盆地においては，堆積層内での加速度増幅や実体波のレンズ効果に加えて，盆地端部において生成された表面波との干渉に伴うエッジ効果により局所的に強い揺れが生じるとともに，長時間に亘り揺れが継続することが知られている．そこで本報では，三次元球形盆地を対象に一相系弾性・二相系（水～土連成）弾塑性地震応答解析を実施し，堆積構造の三次元性および地盤材料の弾塑性および間隙水の存在がその震動特性に及ぼす影響について調べた．

横ずれ断層の非一様な幾何形状がリーデルせん断の形成に及ぼす影響に関する検討

岩井周平，野田利弘，豊田智大

第32回中部地盤工学シンポジウム

Event date： 2020.10

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan

地下深部で横ずれ断層が変位すると，その直上に堆積した表層地盤内にフラワー構造が発達し，地表面ではリーデルせん断が生じる。著者らはこれまでに，リーデルせん断の形成過程を三次元弾塑性変形解析により解き，横ずれ断層上の屈曲部の幾何的な変形場の違いにより性質の異なる断層変位地形が形成されることを示してきた。本稿では，実断層上のランダム凹凸を模擬した境界条件を設定した解析事例を示す。
ランダムな断層線形状を複数生成して解析を実施したが，いずれのケースにおいてもフラワー構造の発達起点が「断層線の傾斜が最大となる拘束性屈曲」となることが確認され，断層線のトポグラフィに基づく断層変位時の変形卓越箇所の推定可能性が示唆された。

砂地盤の余震時液状化被害に及ぼす本震時の地下水位上昇と飽和域の過剰水圧上昇の関係性

吉川高広，野田利弘

土木学会第75回年次学術講演会

Event date： 2020.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：中部　オンライン Country：Japan

東日本大震災では，東京湾沿岸部の埋立地盤において広範囲に液状化被害が発生した．千葉県では本震に加えて29分後に最大の余震が襲い，余震時に噴砂などの液状化被害が拡大したことが報告されている．著者らはこれまでに，弾塑性構成式SYS Cam-clay modelを搭載した空気～水～土連成有限変形解析コードを用いて，砂地盤の地下水位以深の飽和域が本震により圧密排水（塑性体積圧縮）し，この水が浅部不飽和域に供給されて飽和域が拡大（地下水位が上昇）するために，余震時に液状化被害が拡大し得ることを示した．本稿では，砂地盤の地下水位上昇に加えて，飽和域の過剰間隙水圧上昇に注目した数値シミュレーションを実施して，両者の関係性を明らかにした．

「u-w-p二相質点系モデル」による飽和地盤の一次元動的変形問題における即時水圧の出現および水圧の二段階遷移現象に関する一考察

豊田智大，野田利弘

土木学会第75回年次学術講演会

Event date： 2020.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：中部　オンライン Country：Japan

水～土骨格連成解析は多くの場合u-p formulationと呼ばれる手法で定式化される．これは，間隙水の静的浸透の仮定により方程式系を縮小する近似解法であるが，間隙水の運動を準静的に取り扱う代償として，高透水性土の連成問題のような間隙水の動的浸透を伴う諸問題への適用は著しく制限される．そこで著者らは，u-w-p formulationに基づく水～土連成問題の支配方程式を静的浸透の仮定なしに直接離散化して解く解析手法を新たに開発してきた．昨年度までの報告では，本手法を低透水性土～高透水性土の一次元動的変形問題に適用し，高透水性土において非調和な振動現象の出現が解かれることや，解析初期に生じる「鉛直荷重と即時水圧の不一致」が固液相慣性力による荷重分担の帰結として理解されることを示してきた．本稿ではその続報として，即時水圧発現後の水圧変動における二段階遷移現象を取り上げ，これが「固液二相質点系」の運動を解いて求まる2つの指数関数解の収束速度の違いからも説明できることを示した．

ベントナイト系材料挙動に対する骨格構造概念を考慮した弾塑性構成モデルの適用性検討

佐藤伸，山本修一，志村友行，中井健太郎，野田利弘

土木学会第75回年次学術講演会

Event date： 2020.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：中部　オンライン Country：Japan

放射性廃棄物処分施設の人工バリアにはベントナイト系材料を用いることが有力視されている．人工バリアの力学挙動評価では，弾塑性構成モデルの一つである修正Cam-Clayモデルを用いた検討が行われている．著者らは，膨潤性が非常に高い材料であるベントナイト系材料への弾塑性モデルの適用性については，力学挙動を適切に分析評価してから用いる必要があると考えている．そこで，本検討では，日本原子力研究開発機構の緩衝材基本特性データベースで一般公開されているベントナイト系材料の一次元圧縮試験結果及び圧密非排水三軸圧縮試験結果を対象に圧縮及びせん断挙動を分析し，土の骨格構造概念を記述する弾塑性構成モデル，SYSカムクレイモデルの適用性について検討を行った．

Response evaluation of a spherical gas holder – soft soil system during/after long-duration strong ground motion based on a soil-water coupled analysis

Kobayashi, M., Oguchi, K., Takaine, T., Noda, T., Nakai, K., Asaoka, A., Ohbo, N.

Reduction of u-w-p governing equations of soil to a damped wave equation in one-dimensional dynamic deformation problems and a verification of a finite element analysis code

Toyoda, T., Noda, T.

Centrifugal model test on deformation suppression effect by draining utility poles in liquefied ground

Ishimaru, M., Ito, H., Nakai, K. and Noda, T.

Numerical verification of deformation suppression effect by draining utility poles in liquefied ground

Nakai, K., Noda, T., Suzuki, H., Ishimaru, M. and Itoh, H.

A study on the mechanism by which the normal faults generated by the uplift and inclination of the submarine ground disappear underneath

Yamada, E., Noda, T., Nakai, K. and Asaoka, A.

Elucidation of two water absorption failure mechanisms of unsaturated silt triaxial specimen through three-phase elastoplastic finite deformation analysis considering inertia force

Noda, T., Yoshikawa, T. and Hattori, A.

Water absorption failure experiment of unsaturated silt triaxial specimen under constant load condition

Yoshikawa, T., Noda, T., and Hattori, A.

Three-dimensional elasto-plastic analysis of surface soil deformation induced by displacement of strike-slip fault with random bending

Iwai, S., Noda, T., and Toyoda, T.

Reduction of u–w–p governing equations to a damped wave equation and discussions on the characteristics of its solution

Toyoda, T. and Noda, T.

Event date： 2020.6

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan

Authors have discovered inertia-induced phenomena in one-dimensional dynamic deformation problem, i.e., damped oscillation in settlement-time relation and inconsistency between vertical load and immediate pore water pressure, based on u–w-p formulation. The present study indicates that the u–w-p governing equation reduced to the damped wave equation whose solution are expressed as a superposition of several modes with different eigenvalues exhibiting overdamping ~ damped oscillation successfully simulates the inertia-induced phenomena.

A Proposal of Combined Loading Elasto-plastic model International conference

Shotaro Yamada, Noda Toshihiro, Nakano Masaki, Asaoka Akira

The 7th Asia-Pacific Congress on Computational Mechanics

Numerical simulation on formation of normal faults based on elasto-plastic mechanics

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