人と地球の架け橋に 竹中土木

技術・工法

設計評価、解析

地盤解析・設計評価技術(MuDIAN 遠心実験)

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概要

液状化解析を目的としたプログラムとして、1987年にDIANAプロジェクトチームにより完成されたDIANA−J2を改良したプログラムです。
MuDIANでは、まず地盤状況を調査し、これを適切に解析・評価し、その対策を地盤改良の設計に反映させます。地震時の地盤の液状化を考慮した解析が出来るほか、地盤、梁構造物の非線型性を考慮した解析ができる3次元汎用地盤・構造物解析プログラムです。圧密、浸透問題も扱えます。2次元版は市販され独立行政法人土木研究所に納入されています。

特徴

  • これまでのシミュレーションシステムではできなかった、地下水とその影響を把握し、地盤がもつ非線形性という難問を克服しています。
  • 本来の水平層状だけを対象とした評価の枠を越え、立体的に液状化の発生領域、発生の程度(液状化の傾向)、液状化対策工法の効果、液状化発生後の状況までを把握できる画期的なシミュレーションプログラムです。
  • 大きな地震により地盤が液状化する場合の安全性を詳細に検討できます。
  • 液状化を考慮した基礎の設計などができます。
従来の解析

従来は、水平成層状に均一な地盤で、建物が無い場合にしか、液状化の予測ができませんでした。

MuDIANによる解析

MuDIANでは、2次元3次元の立体的広がりをもった液状化予測が可能です。また液状化後の沈下予測も連続して解析できます。

3次元解析

解析方法

3次元解析

MuDIANでは、3次元解析ができます。
下の例は格子状改良地盤(TOFT工法)模型の遠心振動実験をシミュレーションして得られた過剰間隙水圧比のコンター図を示しています。格子状改良地盤の液状化抑止効果を解析で確認することができ、解析を用いた合理的な設計が可能です。

3次元解析

ステージ解析

液状化解析を行うためには、地震が来る直前の地盤の初期応力状態を求める必要があります。これをMuDIANではステージ解析で行います。
下図は、建物の施工過程を考慮した解析で、それぞれの施工段階の解析結果を示しています。Stage3の状態(構造物建設時)に地震がきて液状化した様子がStage4に表わされています。

ステージ解析

実績

メリケンパークオリエンタルホテル
兵庫県(1995)
設計:竹中工務店
延床:53,412m²
規模:地上14階

兵庫県南部地震直後の状態を示しています。
護岸は大きく破壊していますが、建物基礎では格子状改良地盤(TOFT工法)による液状化防止工法が採用されていたため、建物基礎の被害は無く永久変形は見られません。

メリケンパークオリエンタルホテル

メリケンパークオリエンタルホテル

被害を受けた周辺の突堤

被害を受けた周辺の突堤