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J-GLOBAL ID：201502267632790371   整理番号：15A0690407

平滑化粒子流体力学法(SPH)を用いた斜面安定解析

Slope stability analysis using smoothed particle hydrodynamics (SPH) method

著者 (4件)： NONOYAMA Hideto (Nagoya Univ., Nagoya, JPN) ,  MORIGUCHI Shuji (Tohoku Univ., Tohoku, JPN) ,  SAWADA Kazuhide (Gifu Univ., Gifu, JPN) ,  YASHIMA Atsushi (Gifu Univ., Gifu, JPN)
資料名： Soils and Foundations (Web)  (Soils and Foundations (Web))
巻： 55  号： 2  ページ： 458-470  発行年： 2015年04月 
JST資料番号： U2456A  ISSN： 0038-0806  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 地盤材料の従来の変形解析では,微小かつ有限変形理論が広く用いられている。これらの理論は,有限要素法(FEM)などいくつかの数値的な方法で実施されており,地盤材料の変形挙動を広く予測することが可能である。しかし,FEMの枠組みを用いて大変形問題を扱う場合,FEMメッシュの過剰な歪みは計算の不安定性につながる可能性がある。本研究では,地盤材料の大変形問題を解くために,平滑化粒子流体力学法(SPH)を用いた。この方法はメッシュフリーラグランジュ式の粒子法の一種であり,地盤工学分野の有望な数値計算法の1つである。この方法はメッシュの歪みなしに大変形問題を解くことができる。また,連続体力学に基づき地盤材料の支配方程式と既存の構成モデルを扱うことができる。従って,この方法は小歪み領域から大変形領域まで地盤材料の変形プロセスを表すことができる。本論文では,まず,固体力学に基づいてSPH法の基本理論と定式化をまとめた。次に,簡単な計算結果を示し,SPH法理論に基づく空間導関数の精度を検証した。また,弾性及び弾塑性材料の単純剪断試験のシミュレーションを行い,その結果を理論解と比較した。得られた結果に基づき,この方法の計算精度につき検討した。最後に,斜面安定解析を行った。SPH法から得た数値結果及びフェレニウス法により得た安全係数を比較した。その結果,SPH法もまた従来の円弧滑り計算による安全係数と同じ傾向を示すことが分かった。さらに,SPH法は変形と安定性の両方を同時に評価することができる。検証とシミュレーションに基づき,SPH法の有効性を地盤工学の観点から議論した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *安定性解析 ,  *計算流体力学 ,  *数値解法 ,  Lagrange方程式 ,  安全係数 ,  構成モデル ,  導関数 ,  直接剪断試験 ,  滑り
準シソーラス用語： *メッシュフリー法 ,  円弧滑り ,  空間導関数 ,  *斜面安定解析 ,  単純剪断試験 ,  弾塑性構成モデル ,  *平滑化粒子流体力学

分類 (1件)： 斜面安定,掘削変形  (RA03070L)

引用文献 (31件)：

• Balsara, D.S., 1995. von Neumann stability analysis of smoothed particle hydrodynamics-suggestions for optional algorithms. J. Comput. Phys. 121, 357-372.
• Bui, H.H., 2007. Lagrangian Mesh-free Particle Method (SPH) for Large Deformation and Post-failure of Geomaterial using Elasto-plastic Constitutive Models Ph.D. Dissertation. Ritsumeikan University, Japan, 170.
• Bui, H.H., Fukagawa, R., Sako, K., Wells, J.C., 2011. Slope stability analysis and discontinuous slope failure simulation by elasto-plastic smoothed particle hydrodynamics (SPH). Geotechnique 61 (7), 565-574.
• Chen, W.F., Mizuno, E., 1990. Nonlinear Analysis in Soil Mechanics: Theory and Implementation, Developments in Geotechnical Engineering. vol. 53. Elsevier Science Publishers B.V.
• Cundall, P.A., Strack, O.D.L., 1979. A discrete numerical model for granular assemblies. Geotechnique 29 (1), 47-65.

タイトルに関連する用語 (3件)： 平滑化粒子流体力学 ,  SPH ,  斜面安定解析