研究者詳細 - 野田　利弘

講演・口頭発表等 - 野田　利弘

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サクション効果を記述するSYS Cam-clay modelを用いた堤体の浸透破壊の空気～水～土連成有限変形シミュレーション

吉川高広，野田利弘，小高猛司，崔瑛

第23回計算工学講演会

模型堤防の浸透破壊メカニズム解明のための空気～水～土骨格連成有限変形シミュレーション

吉川高広，野田利弘，内藤誠也，小高猛司，崔瑛

土木学会第72回年次学術講演会

開催年月日： 2017年9月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：九州大学伊都キャンパス国名：日本国

平成24 年7 月の九州北部豪雨による矢部川堤防の被災は，局所的なパイピングをきっかけとして決壊した「越流なき破堤」として大きな衝撃を与え，複雑な地盤条件・水理条件においても合理的に河川堤防の安全性照査が可能な最新の地盤力学に基づく解析手法の構築が求められている．本稿では，粘土から砂，さらにはその中間土までの力学挙動を統一的な枠組みで記述可能な弾塑性構成式
SYS Cam-clay モデルを搭載した空気～水～土骨格連成有限変形解析コードを用いて，透水模型実験のシミュレーションを行い，浸透破壊する場合としない場合の違いを表現できることを示した（解析コードのValidation）．また，本解析コードを用いたケーススタディも実施して，基礎地盤と堤体の土質や境界／外力条件の違いが，浸透破壊発生の有無に与える影響を示した．

集排水機能を具備するマクロエレメント法の準静的問題における近似精度の検証

野中俊宏，山田正太郎，野田利弘

土木学会第72回年次学術講演会

開催年月日： 2017年9月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：九州大学伊都キャンパス国名：日本国

バーチカルドレーンの排水効果を近似的に水～土連成解析に取り入れる手法としてマクロエレメント法と呼ばれる一種の均質化法がある．著者らはウェルレジスタンス現象の発生を合理的に扱えるよう，同手法にドレーンの排水機能を付加するなどして機能拡張を図った．本稿では，高機能化したマクロエレメント法の準静的問題における近似精度について検証した．この結果，著者らが高機能化を図ったマクロエレメント法は，計算コストを大幅に削減しつつ，複数本のドレーンを有する大規模でかつ盛土載荷を併用した真空圧密工法のように複雑な載荷履歴を受ける問題においても高い近似精度を発揮することが明らかになった．なお，同手法は動的問題においても高い近似精度を発揮する．

横ずれ断層におけるjogの存在を考慮したRiedelせん断帯の生成シミュレーション

豊田智大，野田利弘，山田正太郎，山田翔太

土木学会第72回年次学術講演会

開催年月日： 2017年9月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：九州大学伊都キャンパス国名：日本国

本稿では，push-upおよびpull-apartを模擬した不連続な断層変位場（幾何学的初期不整）を境界条件として考慮した3 次元弾塑性有限変形解析を実施することで，横ずれ断層における局所的なjogの存在に起因した付随断層構造の形成プロセスを数値解析的に再現することを目指す．この結果、横ずれ断層におけるjog（幾何学的初期不整）を境界条件として考慮した弾塑性有限変形解析により，fractalなRiedel せん断やP-shear，低角・高角なせん断面といった特徴的な付随断層構造の形成過程を再現できた．

繰返し載荷による軟弱粘土の乱れの把握と骨格構造概念に基づく記述

中井健太郎，野田利弘，鈴木彩華，水上孔太

土木学会第72回年次学術講演会

開催年月日： 2017年9月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：九州大学伊都キャンパス国名：日本国

従来の地震時被害／対策では砂質地盤の液状化現象が注目されることが多いが，メチオカン地震(1895)やトルコ地震(1999)など，軟弱粘土地盤が関与したと考えられる地震中～地震後被害も数多く報告され，近年研究も鋭意進められてきている．しかし，粘土地盤の実務・研究の多くは人工的な練返し正規圧密粘土を対象にした構成式が用いられており，骨格構造が発達した自然堆積地盤の動的挙動を把握するには十分と言えない．名古屋大学では土の骨格構造（構造，過圧密，異方性）とその働きを記述した弾塑性構成式（SYS カムクレイモデル）を提案している．本報では，繰返し載荷による軟弱粘土の乱れの影響を非排水三軸圧縮試験結果から把握するとともに，上記構成式の応答と対比することで，軟弱粘土の動的挙動の把握には構造概念が重要であることを示した．

粘性境界条件を適用した水～土連成弾塑性有限変形解析による基盤入射波の推定法の提案

山田正太郎，野田利弘，浅岡顕

第64回理論応用力学講演会

開催年月日： 2017年8月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：機械振興会館国名：日本国

KiK-net の基盤内における観測記録は，大地震の震源モデルの推定に頻繁に用いられているが，表層地盤が非線形な応答を示した場合は，同観記録もその影響にさらされる．また，地盤が水平に堆積していることは稀で，地表も平らでないことが殆どであるため，多次元的な波動伝播（屈折・透過・反射）の影響も受ける．それにもかかわらず，現状では，表層地盤の応答の影響を取り除くためには，はぎとり解析，重複反射理論ないしは等価線形解析など，一次元の線形理論に頼るほかない．そこで，本研究では，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試みた．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するとともに，提案手法を適用した解析コードが正しく機能し得るか検証した．

不整形基盤で生成された表面波と実体波の干渉による表層地盤被害の甚大化・局所化

中井健太郎，野田利弘，浅岡顕

第64回理論応用力学講演会

開催年月日： 2017年8月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：機械振興会館国名：日本国

本稿では，この傾斜基端部で生成されるRayleigh波と実体波の複雑な干渉が，地震中～地震後の表層地盤の変状に及ぼす影響を二次元弾塑性有効応力解析により検討した．この結果，不整形基盤から生成されるRayleigh 波と傾斜部で屈折した実体波の干渉によって，揺れや地盤変状が非一様化するとともに，局所的に大きくなることを示した．既存の多くの被害予測手法は，鉛直一次元的な評価であるため，不整形な地層・基盤構造による多次元的な効果が考慮されていない．解析結果から，Rayleigh 波の生成・伝播に代表
される多次元効果は無視できる程度ではなく，より精緻かつ実情に合った被害予測のためには考慮すべき事項であることを示した．

非線形地盤力学に基く横ずれ断層上のjogの存在を考慮したRiedelせん断帯の生成シミュレーション

豊田智大，野田利弘，山田正太郎，山田翔太，浅岡顕

第64回理論応用力学講演会

開催年月日： 2017年8月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：機械振興会館国名：日本国

これまで実施してきた解析では材料的不整を入れてRiedelせん断帯の発生を数値解析的に示してきた．今回はこの初期不整に加え，横ずれ断層におけるjog（幾何学的初期不整）を境界条件として考慮して弾塑性有限変形解析(GEOASIA)を実施し，fractalなRiedel せん断やP-shear，低角・高角なせん断面といった特徴的な付随断層構造の形成過程を再現できた．

砂地盤の本震による地下水位上昇に起因した余震時の液状化被害拡大に関する計算地盤力学的考察

吉川高広, 野田利弘

第64回理論応用力学講演会

開催年月日： 2017年8月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：機械振興会館国名：日本国

東日本大震災では，浦安市をはじめとして，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 分後に大きな余震が襲い，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．本稿では，砂地盤の浅層不飽和域が，本震による地下水位上昇で飽和化する点に注目して，余震時に液状化被害が拡大し得ることを示した．具体的には，弾塑性構成式SYSCam-clay modelを搭載し，飽和・不飽和両状態にある土に対して，静的・動的の外力形態を問わず，変形から破壊までを一貫した枠組で扱う空気～水～土骨格連成有限変形解析コードを用いて，本震から余震までの一連過程をシミュレートした．この結果，地震外力により，地下水位以深の飽和度が高い土要素が圧密排水（塑性体積圧縮）して，地下水位以浅の不飽和土要素へ間隙水を供給することで，本震から余震にかけて地下水位が上昇して飽和域が広がり，液状化被害が拡大し得ることを示した．

材料非線形性に伴う共振現象の変化に着目した飽和盛土造成斜面の1G場振動台実験

村尾英彦，野田利弘，中井健太郎，吉川高広，堀田繁

第64回理論応用力学講演会

開催年月日： 2017年8月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：機械振興会館国名：日本国

日本は国土の約73%を山地が占めており，平坦地に限りがある．そのため，丘陵地を切土し，発生した土砂を盛土材に転用して，周辺の谷部や窪地を盛土する造成手法が，効率的かつ経済的な手法として多用されてきた．しかしながら，耐震性の高い盛土造成斜面の設計および対策工は経験に頼るところが大きく，盛土造成斜面の複雑な変状メカニズムには未だ不明なことが多い．そこで，地震時における盛土造成斜面の変状メカニズム解明の一環として1G場振動台模型実験を実施した．実験結果から，①盛土造成斜面の地震時安定性評価は，単に入力地震波の加速度の大きさで決まるのではなく，盛
土造成斜面の固有振動数と入力振動数の関係にも強く依存すること，②盛土造成斜面の変形／崩壊は1つのすべり面で規定できるものではなく，条件によっては，進行的に複数のすべり面が形成されること，がわかった．

固有振動数と入力振動数に着目した飽和盛土造成斜面の1G場振動台実験

村尾英彦，野田利弘，中井健太郎，吉川高広，堀田繁

第52回地盤工学研究発表会

不飽和シルトの排気・排水三軸試験結果に及ぼすセラミックディスクと微細多孔質膜との違い

野田利弘，吉川高広，中井健太郎，髙根澤巧也，中澤一眞

第52回地盤工学研究発表会

開催年月日： 2017年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

不飽和土の三軸試験においては，間隙水と間隙空気の経路を分離し，サクションを制御するために，セラミックディスク（以後「ディスク」と略す）や微細多孔質膜（以後「膜」と略す）が用いられる。ディスクは膜に比べて，空気侵入値（AEV）が大きく，高サクションまで制御できる一方で，透水性が低く，吸排水に長時間を要することが指摘されている。著者らも，ディスクを用いた不飽和シルト排気排水三軸試験の空気～水～土連成シミュレーション4)を通じて，ディスクの低透水性が不飽和シルト三軸供試体の吸排水を阻害し，試験結果に影響を与えることを示唆している。本研究では，小高らの不飽和シルト排気排水三軸試験を参照して，ディスクおよび膜の両方を用いた実験を実施し，その解析も一部行うことで，ディスクと膜との違いが試験結果に及ぼす影響を改めて考察した。

排気・排水三軸圧縮試験の間隙比依存性水分特性を考慮した空気～水～土連成シミュレーション

野田利弘，吉川高広，中井健太郎，髙根澤巧也，中澤一眞

第52回地盤工学研究発表会

開催年月日： 2017年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

本研究では，特に低サクション下の実験時にセラミックディスクの低透水性の影響で苦慮しないために，微細多孔質膜を用いて，小高らを参照した不飽和シルト三軸試験を新たに実施するとともに，その空気～水～土連成有限変形シミュレーションを行った。その結果，間隙比依存性考慮の水分特性モデルを新たに導入することで，サクション作用・等方圧密と，その後の排気排水せん断までの一連の実験結果をよく再現できることがわかった。

u-w-p formulationに基づく水～土骨格連成解析手法による高透水性土の即時沈下解析

村尾英彦，野田利弘，中井健太郎，吉川高広，堀田繁

第52回地盤工学研究発表会

開催年月日： 2017年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

飽和土の水～土骨格連成解析は，間隙水の浸透が静的に生じることを仮定するu-p formulation に基づいて定式化されることが多い．しかし，浸透が動的にも生じうる高透水性土に対してこの手法を適用すれば，仮定の破綻により計算が不能となる．そこで本稿では，この仮定を導入しないu-w-p formulation に基づいて新たに開発した水～土骨格連成解析手法の支配方程式の要諦を示すとともに，この手法を高透水性土の即時沈下問題に適用することで，u-p formulationでは求解不能な問題が求解可能となることを示す．また，u-w-p formulation を適用し，間隙水の慣性を考慮して解析することで，沈下初期段階において沈下の時間遅れ現象が解かれることを示した．

地層不整形性が地震中～地震後の表層地盤被害に及ぼす影響

中井健太郎，野田利弘，中島努，浅岡顕

第52回地盤工学研究発表会

開催年月日： 2017年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

内閣府は平成27年12月に「南海トラフ沿いの巨大地震による長周期地震動に関する報告」を取りまとめた．この長周期地震動の主たる成分は，地表付近の硬質な基盤と軟弱な堆積層との不整形境界で生成される「表面波」であると言われている．内閣府の報告では，超高層建築物の長時間継続する大きな揺れや石油タンクのスロッシングなど，固有周期の大きい建築物の共振現象に伴う被害拡大については検討されているが，長周期地震動（表面波）が，浅部地盤の地震被害に及ぼす影響は検討されていない．著者らは，地層の不整形性を考慮した二次元弾塑性有効応力解析を実施し，傾斜基端部で生成される波は，変位軌跡が反時計回りの楕円軌道を描くなど，弾性理論解や観測記録から得られるRayleigh波の特徴を捉えていること確認している．本稿では，この傾斜基端部で生成される
Rayleigh 波と実体波の複雑な干渉が，地震中～地震後の表層地盤の変状に及ぼす影響を数値的に検討した結果を示した.

複合負荷弾塑性構成式を適用した水～土骨格連成有限変形解析によるSCP 改良地盤の地震応答解析

山田正太郎，野田利弘，浅岡顕，肥後隼大

第52回地盤工学研究発表会

開催年月日： 2017年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

著者らは，サイクリックモビリティに代表される土の複雑な力学挙動をより精緻に表現するために，SYS Cam-clay modelと非関連Drucker-Prager model が複合的な負荷状態を呈し得る弾塑性構成式を開発している．同構成式を水～土骨格有限変形解析コードGEOASIAに実装した上で，SCP (Sand Compaction Pile) 工法による改良を施した地盤の地震応答解析を実施した．

表層地盤の非線形性および多次元波動伝播の影響を考慮した基盤入射波の推定法の提案

山田正太郎，野田利弘，浅岡顕，澤田義博，永田優

第52回地盤工学研究発表会

開催年月日： 2017年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

KiK-netの基盤内における観測記録は，大地震の震源モデルの推定に頻繁に用いられているが，表層地盤が非線形な応答を示した場合は，同観記録もその影響にさらされる．また，地盤が水平に堆積していることは稀で，地表も平らでないことが殆どであるため，多次元的な波動伝播（屈折・透過・反射）の影響も受ける．それにもかかわらず，現状では，表層地盤の応答の影響を取り除くためには，はぎとり解析，重複反射理論ないしは等価線形解析など，一次元の線形理論に頼るほかない．そこで，本研究では，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試みた．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するとともに，提案手法を適用した解析コードが正しく機能し得るか検証した．

水～土連成有限変形解析による球形ガスホルダー基礎地盤の地震中～地震後挙動

高稲敏浩，小林未央，小口憲武，野田利弘，中井健太郎，曽根好徳，浅岡顕，大保直人

第52回地盤工学研究発表会

開催年月日： 2017年7月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

各種構造物の杭基礎の液状化耐震設計においては、杭基礎構造物の被害事例を加味した設計がなされてきているが、高度な安全性が要求される球形ガスホルダーではさらなる「激甚」シナリオに対する対応が求められる。この点を踏まえ、本研究では、杭が損傷し機能しない状態も想定した上で、L2地震動入力時の球形ガスホルダー基礎地盤に対して一次元・二次元水～土連成有限変形解析（SYS Cam-clayモデルを搭載）を実施した。本報では、地震中～地震後の基礎の不等沈下の可能性などについて述べた。

空気～水～土骨格連成有限変形シミュレーションによる模型堤防の浸透破壊メカニズムの考察

吉川高広, 野田利弘, 内藤誠也, 小高猛司, 崔瑛

第4回河川堤防技術シンポジウム

開催年月日： 2016年11月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：土木学会講堂国名：日本国

本研究では，矢部川堤防決壊をはじめとした高透水性基礎地盤を有する河川堤防の浸透破壊メカニズムの解明を目指している。本稿では，空気～水～土骨格連成有限変形解析コードを用いた透水模型実験のシミュレーション結果として，浸潤過程およびボイリング発生箇所・時間をよく再現できることを示した。また，本解析コードを用いたケーススタディとして，地盤の透水性および水位がボイリング発生の有無に加えて，浸透破壊の変形モードに影響を与えることも示した。

液状化砂地盤のスパイク状加速度応答の数値解析

山田正太郎，野田利弘，浅岡顕

日本地震学会2016年度秋季大会

開催年月日： 2016年10月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：名古屋国際会議場国名：日本国

表層砂質地盤で液状化が発生すると，振動が著しく減衰する一方で，液状化中における土の剛性回復挙動，いわゆるサイクリックモビリティに起因して，地表ではスパイク状の加速度応答（例えば，1993年釧路沖地震における釧路港湾の記録）が観測されることが知られている．本研究では，サイクリックモビリティに代表される土の複雑な力学挙動をより精緻に表現することを目的に著者らが開発した複合負荷弾塑性構成式を水～土連成有限変形解析コードGEOASIAに実装した上で，同現象の再現を試みた．

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<野田 利弘>

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