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Q&A弾塑性地盤解析(GeoFEAS) 2D ('17.10.17)

NEW!更新内容

Q2−67.モデル作成後に自動ブロック化した際に,閉図形になっているのにブロック化されない箇所が出るがどうすれば良いか?('17.10.17)


目  次
 I.機能・概要編

Q1−1.トンネル掘削による周辺地盤の変形解析において「掘削解放率」の設定はできるか?
また、併設トンネルの掘削で、先行トンネルの「掘削解放率」が100%未満の状態で後行トンネルの掘削を入力することはできるか?

Q1−2.せん断強度低減法から得られる安全率はどうように解釈すればよいのですか?

Q1−3.軸対象解析と平面歪解析の使い分け

Q1−4.「弾塑性地盤解析(GeoFEAS)2D」の斜面の安定解析と「斜面の安定計算」の違いは?

Q1−5.粘性土で圧密沈下が生じ側方変位が予想される。橋台に対する影響を解析したいが、どのような土のモデル(構成則)を用いたらよいか。

Q1−6.柔構造樋門・樋管の直下を地盤改良した場合、周辺地盤が液状化するならばレベル2耐震性能照査を行ったほうがよいか?

Q1−7.結果を印刷する方法は?

Q1−8.『河川構造物の耐震性能照査指針』には解析方法が幾つかあると思うが、すべてに対応しているのか

Q1−9.液状化の盛土を検討する際の、計算式と理論的裏付けを教えてほしい

Q1−10.成層地盤のみ(堤防などの上載荷重がない状態)での,液状化解析はできますか?

Q1−11.液状化の解析について、GeoFEAS(静的解析)とUWLC(動的解析)の違いを教えてほしい

Q1−12.石灰石鉱山における残壁斜面の安定解析を2次元FEMにて実施したいのですが、解析は可能でしょうか

Q1−13.Ver.4 において「平成28年度 3月 河川構造物の耐震性能照査指針」に対応した照査が可能になったとの事だが、Ver.3で照査した場合と結果が大きく変わるのか、また指針のどの部分が反映され結果に影響するのか
 II.Pre操作編(入力関連)

Q2−1.応力解放率とは?

Q2−2.ソリッド要素の材料パラメータの設定で「PZ-Sandモデル」はそれぞれ何を入力すればよいのか

Q2−3.DXFファイルの読み込みは可能か

Q2−4.Qメッシュ分割の際、メッシュの大きさをどのくらいに設定したらよいか

Q2−5.SXFファイルのインポートで、SXFファイルの座標(0,0)とGeoFEAS上の座標を一致させたい。

Q2−6.ジョイント要素とばね要素の違い

Q2−7.梁要素と棒要素の違い

Q2−8.弾完全塑性の物性値のサンプルはないか?

Q2−9.「ソリッド要素のプロパティ設定」で「弾性」の時「線形弾性」とするのが一般的なのか?

Q2−10.ソリッドのプロパティの設定での構成則や方式の使い分け

Q2−11.ジョイント要素を複数設定したい

Q2−12.覆工と吹付けの間にジョイント要素を設定しているが問題ないか

Q2−13.自動をブロック化をおこなってメッシュ→確認を行った場合と自動ブロック化を行わずにメッシュ→確認をおこなった場合でメッシュの生成までにかかる時間が大きく異なる

Q2−14.作成済みのモデルの節点を移動して形状を修正する方法

Q2−15.ダイレタンシー角の入力方法

Q2−16.斜面の計算で、地下水位を考慮した場合としない場合の2通りを計算したいが、別々に実行したほうのがよいか、ステージを分けて実行した方がよいか?

Q2−17.解析条件の設定の「本ステージ追加節点の変位をゼロにする」とはどういうことか

Q2−18.H19河川構造物の耐震性能照査指針による解析を行っている場合、ソリッド要素のプロパティ入力で、液状化材料を指定した場合、ポアソン比はどのように再設定しているか

Q2−19.トンネルの解析後、沈下防止のため地盤改良を実施したい場合、どの時点でのステージを用いたらよいか

Q2−20.推進工法による小口径トンネルの解析を行う上で土の構成則としてどのモデルを使用したらよいか

Q2−21.あるステージから梁要素を削除(撤去)することはできるか?

Q2−22.「強度比線形定数a」は旧道路公団の「非線形指数a」と同じものか

Q2−23.「緩み係数k」は旧道路公団の「弾性限界パラメータk」と同じものか

Q2−24.液状化前の変形量とは

Q2−25.掘削個所の水位はどのように入力したらよいか

Q2−26.液状化層が複数に分かれて互層になっている場合、層ごとにファイルを作成し、それぞれの結果を足し合わせたらよいか

Q2−27.「非線形特性指数m」と「非線形特性指数n」について、資料等ないか

Q2−28.シールドの覆工部分をGeoFEAS2Dでモデル化する場合、
        ・セグメントを要素定義する
        ・実際に線で厚みを持たせて物性値を入力する
       上記に違いがあるのか?

Q2−29.軸対称解析を行う場合、対称軸の境界条件はy方向自由、x方向拘束でよいか?

Q2−30.CADファイルから読み込んだデータを使ってモデルを作成する方法

Q2−31.メッシュを作成した後に、節点座標を若干修正して解析を再び実行したい。

Q2−32.水位の設定はどのような際に使用するのか

Q2−33.地下水位がある場合は、考慮した方がよいのか

Q2−34.ジョイント要素の材料定数はどのように考えたらよいか

Q2−35.下記メッセージが表示された場合の対処方法は?
    -------------------
    警告
    モデル形状と旧ブロック形状に相違があります。
    追加または変更した箇所を再度ブロック化してください。
    -------------------

Q2−36.矢板掘削を検討する際、掘削底面より上に水位があった場合、掘削面の水位は自動に掘削面まで引き下げられて検討されるのか

Q2−37.水位以下の物性値は浮力を考慮し、単位体積重量等に変化があるか

Q2−38.強制変位の入力方法

Q2−39.場所打ち杭の施工手順でモデル化したい

Q2−40.シールドトンネルの応力解放率はどのように設定したらよいか

Q2−41.標準貫入試験実施位置の入力について、ソリッド要素の材料パラメータの設定の下記の値は何に用いているのか
       X0:標準貫入試験実施位置を示すX座標
       Y0:標準貫入試験実施位置を示すY座標

Q2−42.耐震性能照査指針(案)Q&A 問.U−4−2に計算事例-01に記載の方法で非液状化層の剛性低下を行う場合、どのように設定したらよいか

Q2−43.上載圧の計算方法

Q2−44.複数の液状化層を設定することは可能か

Q2−45.複数の液状化層を設定した場合、天端直下の液状化層をどの層としたらよいか

Q2−46.あるステージから地盤改良によってソリッド要素のEを変更したい

Q2−47.ソリッド要素の材料パラメータの設定−液状化材料のX0、Y0について、1つの層にボーリング試験値が2個以上ある場合はどうしたらよいか

Q2−48.解析次元の「平面ひずみ解析」と「軸対称解析」の違い

Q2−49.掘削解放率についてどのように入力したらよいか

Q2−50.鋼管杭を使った土留め掘削による近接施工影響検討時の鋼管杭の断面モデル化の方法

Q2−51.ライナープレートと支保工を同じ場所に設定したい

Q2−52.ボックスカルバート近辺で盛土を施工する場合に、土の構成モデルはどのように設定したらよいか

Q2−53.2Dσの解析結果のメッシュ図(アイソパラメトリック要素メッシュデータ)から入力データを生成して取り込む方法

Q2−54.地層を区分した場合のN値の入力方法

Q2−55.1つの液状化層に複数の粒度試験結果がある場合、結果ごとに層を分けた方がよいか(例:粒度試験結果が3つある場合、層を3つに分けて入力する)

Q2−56.ソリッド要素の材料パラメータの設定において、ポアソン比νにはどのような値を入力したらよいか

Q2−57.上部は液状化し(FL1.0以下)、下部は液状化しない(FL1.0以上)ため、層を分けてモデル化を行いたい。その際、平均N値は上部、下部とも同じ平均N値を入力したほうがよいか、それとも分割した層内で各平均N値を入力したほうがよいか

Q2−58.サンプルデータの計算事例-01ではそれぞれのメッシュの間に中間節点が表示されているが、新規作成した場合、メッシュの間に中間節点が表示されない

Q2−59.場所打ち杭をモデル化する場合、梁要素とソリッドのどちらにしたらよいか

Q2−60.ライナープレートのような解析断面と直交する方向(奥行き方向)に円形の掘削がある場合に、2次元解析でどのようにモデル化するのか?

Q2−61.材料プロパティの設定でROモデルなどでは平均有効応力を入力するようになっていますが、どのように決定して入力するのでしょうか、また役割はどのようなものでしょうか?

Q2−62.モデルを修正するとエラーが発生しました。原因は何でしょうか。

Q2−63.粘性土層の場合ですが一軸の試験値を使用したいのですがE50をそのまま入力すれば良いのでしょうか。
それともαEoとなっていますのでE50にα=4を掛けてαEoで入力をするのでしょうか。


Q2−64.非線型弾性モデル(Duncan方式)のRfとnはどのような入力とすれば良いか

Q2−65.Q2-63に一軸の試験値E50を使用する場合、GeoFEASでは初期変形係数Eoを入力するので、Eo=αE50(α=4)とします、とあります。
道路橋示方書に試験根拠でαの記載とあるように、孔内水平載荷についても一軸圧縮同様、標準貫入による推定換算と違い、測定試験からの値なので同様にα=4と考えてよいでしょうか?


Q2−66.オートメッシュで分割したいが、モデル作成の時のどのような条件が必要となるか?

Q2−67.モデル作成後に自動ブロック化した際に,閉図形になっているのにブロック化されない箇所が出るがどうすれば良いか?

Q2−68.CADファイルをインポートした時、CAD上の原点がGeoFEASではずれてしまうがどうすればよいか?

Q2−69.計算時にエラー(終了しない)となるが原因がわからない。土質パラメータなどには問題がないと思うが、どんな原因が考えられるか?

Q2−70.オートメッシュで地上から突出したような梁要素を含んだメッシュが生成できない

Q2−71.各ステージの荷重について、荷重の変化が無い場合はどのように入力すれば良いか?

Q2−72.境界条件について、一般的に「底面は固定あるいは水平ローラー、側面は鉛直ローラー」を設定すると思うが、何かもとになる基準はあるか?
また、底面については、何を根拠に固定か水平ローラーかを決めればよいか?


Q2−73.液状化の計算において基盤面はモデルに組み込んだほうが良いか? また、組み込まなかった場合、沈下量に大きな影響はあるか?

Q2−74.液状化の解析を行う上で、沈下量に大きく影響するものは何か? また、例えば、タイプTとタイプUであまり沈下量が変わらなかった場合、一般的に理由としては何が考えられるか?

Q2−75.杭を梁要素ではなくソリッド要素でモデル化したいが、幅はどうすれば良いか?

Q2−76.弾性モデル([ソリッド要素]-[線形弾性モデル],[ソリッド要素]-[積層弾性モデル],[ジョイント要素]-[線形弾性モデル])のパラメータcとφは何に使用するのか

Q2−77.岩盤を想定しているが弾性係数にα=4を考慮すべきか

Q2−78.液状化層の中間位置に水位線を設けた場合、自動的に水位以深と以浅で液状化層と非液状化層に分かれるのか?
それともモデル作成の段階で水位以深と以浅で要素を分ける必要があるか?


Q2−79.PZ-Sand及びPZ-Clayについて詳しく知りたいのですが、参考文献などを教えてください。
また、PZ-Clayとカムクレイにはどういった関係がありますでしょうか。


Q2−80.あるデータで液状化時の解析条件において,地表面における設計水平震度を変更しても計算結果の変形量に全く変化が見られないのは何故か

Q2−81.地表面より上側に水位がある場合、地表面に沿って水位を入力するようになっているが(マニュアル+ヘルプ)、この場合地表面より上側の水の影響は考慮しなくてもいいのか?
(例えば分布荷重とか、上側荷重は液状化に影響すると思うが)


Q2−82.「柔構造樋門の設計」の本体縦方向の計算においてレベル2の検討を行う時、GeoFEAS2Dを使ってレベル2の沈下量・変位量をもとめたいのですが、
この時の土質定数(堤体等)は現地盤の定数でしょうか? 施工後の新盛土の定数でしょうか?
施工後の新盛土の定数であれば、函体下面を地盤改良する場合は、これも地盤改良の定数を用いるのでしょうか?


Q2−83.すべりや剥離を表現したいが、ジョイント要素を使えばよいか。それとも別の方法があるか。

Q2−84.空洞があるようなメッシュを作成したいが計算に問題ないか。
(例えば、地中にあるトンネル内部を空洞にして要素定義などをしないようにしたい)


Q2−85.メッシュ分割をした後に、メッシュを直接編集できないか?

Q2−86.ソリッド要素のプロパティ設定にてプロパティNoは設定した順番に作成されるが、並び替えることはできないか。また、削除はできないか。

Q2−87.モデル作成でマウス操作でモデルを作成しているが、意図した位置に線分などが作図できない。
(点がグリッドの位置に補正されている?)


Q2−88.非線形解析として軟弱粘性土にMC/DPを与える場合、定数値の入力は変形係数のほか強度定数も必要としているが、この強度を増強させると地盤の変形値は変わるのか

Q2−89.せん断係数低減材料1と2の違いを教えて下さい

Q2−90.地盤内に地下水位を設定しても変位に変化が見られないが、なぜか。
なお、ステージ1を初期応力解析、ステージ2で盛土荷重を設定しています。


Q2−91.二次要素(中間節点有り)で計算したいが、どこで設定すればよいか

Q2−92.補強土壁の補強材(ストリップ)を解析に組み込む場合において解析モデルはどれを選択すべきか?

Q2−93.ソリッド要素のプロパティ等の入力データは印刷できるのか?

Q2−94.コンクリート構造物のモデル化を行う際の材料パラメータ(変形係数、ポアソン比、C、φ)はどの程度の値を入力するのがが一般的といえるのか?

Q2−95.家屋荷重や一時的な重機荷重を想定した帯荷重や集中荷重のような荷重設定を行いたい

Q2−96.サンプルファイルに[河川堤防の地震時変形解析]-[計算事例-01.GF2]というファイルがあるのですが、これは国土交通省の資料の再現したものでしょうか

Q2−97.2重節点を入力したい

Q2−98.解析実行時の出力データをネットワーク上の場所を指定したいのだが、 「解析用入力・出力ファイルの保存フォルダが存在しません。」と表示される。
解析用ファイル設定のタブで、フォルダの「参照」をクリックしても、ネットワークが選択できない。
 III.Post操作編(結果表示関連)

Q3−1.絶対変位、相対変位とは?

Q3−2.局所安全率とは何?

Q3−3.1ステップ目の解析で鉛直変位が全くでない。

Q3−4.せん断強度低減法を用いると通常の応力変形解析の場合と異なる局所安全率を表示するのはなぜか?

Q3−5.破壊接近度法の応力円はどのように定義されているのか?

Q3−6.せん断強度低減法を用いた場合の変形がつぶれている。

Q3−7.「最大ひずみ増分」とは?

Q3−8.結果表示の「局所安全率」で、「応力解析結果」と「せん断強度低減法解析結果」の違いは?

Q3−9.「せん断強度低減有限要素法と従来の分割法から得られる安全率はほぼ一致することが分かっている」とはどういうことか?

Q3−10.解析後、「リストのインデックスが範囲を超えています」というメッセージが表示される

Q3−11.地盤変位がステージ1しか求まらない

Q3−12.液状化解析の変形は相対変位でみるのか

Q3−13.サンプルデータの「dodome.GF2」の解析結果で、数値出力結果の回転変位は何を示しているか

Q3−14.断面力図の表示で曲げモーメント図と[値の確認]で出力する曲げモーメントの符号について教えて下さい

Q3−15.解析実行中に以下のメッセージが表示され収束しない ('11.05.24)
   =========================
   「各荷重ステージの細分割数を入力した値の25倍にしても、計算は収束しませんでした。
   収束誤差を大きくするように調整いただくか、設定している地盤の全体安全率が1以下になっているかをご確認下さい。
   =========================

Q3−16.地震時液状化解析で、レベル2地震時のタイプ1タイプ2の変位の結果が同じになる

Q3−17.せん断強度低減法の安全率について、全体安全率がFs≦1.0となるような物性値を与えると計算ができない?

Q3−18.ライナープレートの剛性を換算する方法を教えてほしい

Q3−19.postprocessorの解析結果、液状化時の液状化安全率FLをクリックすると 「本ステージは液状化時ではありません」 と表示されFL値が表示されない

Q3−20.液状化後の体積圧縮による沈下量について、ヘルプの『液状化層の体積ひずみとFL,換算N値N1の関係」より体積ひずみを求める』の出典は?

Q3−21.X方向の変位量、Y方向の変位量の+、-の符号の向きは?

Q3−22.液状化解析後をした結果、Post部で液状化安全率(FL)のコンタ図が地表面付近で波状となっているが何故か?

Q3−23.液状化解析を行った時、N値が極端に小さい液状化対象層の変位が甚だ大きくなる(見た目が不自然な変形となる)場合があるが理論的にあり得る現象なのか。
また、条件によりあり得る現象ならばそうしたときこれを避けるための設定方法はあるか。


Q3−24.Q2-42に、「非液状化層の最下端に引張応力が発生しないような試行錯誤を行う必要がある」とあるが、引張応力が発生しているかどうかをチェックできるような出力方法があれば教えてほしい。

Q3−25.強制変位を設定したが、解析結果を見ると、与えた強制変位が一致しないのは何故か?
強制変位と結果の変位は一致するはずでは?


Q3−26.解析結果で安全率1を示す領域はどう解釈すればよいか

Q3−27.ひずみがマイナスの場合はどう解釈すれば良いか

Q3−28.変位図とひずみ図の相違なのですが、Y方向変位図とY方向ひずみ図の違いは、GLに対する相対的な変化量を示すのと個々のメッシュ内の変化量の割合示すのとの違いである、という解釈でいいでしょうか。

Q3−29.解析実行を行ったところ「弾塑性解析データファイル(*.sta)のデータカード~に誤りがあります。データをご確認下さい。」とのメッセージがでた

Q3−30.貯水池の変形解析において対象の構造物築堤後に湛水させると地盤が膨張するような変形となった。
Y方向の応力が低減されているような結果となるのはなぜか?


Q3−31.解析結果の変形図で表示される線分は梁の変形を表しているのでしょうか。それとも梁の変形とは無関係な線分を表しているのでしょうか

Q3−32.液状化解析後のFL値が他の液状化判定プログラムで計算した値と大きく異なる場合があるがなぜか








 I.機能・概要編

Q1−1.

トンネル掘削による周辺地盤の変形解析において「掘削解放率」の設定はできるか?
また、併設トンネルの掘削で、先行トンネルの「掘削解放率」が100%未満の状態で後行トンネルの掘削を入力することはできるか?
A1−1. 掘削解放率の設定は可能です。
例えば、
(1)Stage1で自重計算
(2)Stage2で先行トンネルを掘削する。
この先行トンネルの解放率を40%、次のStage3で残りの60%に設定。
(3)Stage3で後行トンネルを掘削する。
この後行トンネルの解放率を100%に設定。
というような段階施工検討ができます。
本プログラムでは、[ステージ設定]ウィンドウの[要素定義]タブの右側に並んでいるボタン群の一番下に[掘削解放率の設定]ボタンがありますので、そちらより設定していただけます。
 
Q1−2. せん断強度低減法から得られる安全率はどうように解釈すればよいのですか?
A1−2. せん断強度低減法は、物性値を安全率Fで除して、FEM解析を行い、これが、収束できる最大の低減係数(=安全率F)を、安全率として表示しています。
例えば、安全率が2であるとは、与えられた物性値の強度が1/2の状態で、地盤が破壊に至り、収束できなくなったという意味です。
地盤が破壊に至るという状態は何かといいますと、地すべり斜面のように、連続した崩壊面が生成された状態ということになります。
よって、せん断強度低減法から得られる安全率は、極限平衡法における安全率と等価な意味を持つものと考えてよいと考えられます。
 
Q1−3. 軸対象解析と平面歪解析の使い分け
A1−3.
軸対象問題とは、円形基礎のように、平面的に360度同じ形状の場合に、その断面(半径分の断面)を入力し解析することで3次元的な扱いになります。
平面ひずみ問題は、2次元鉛直断面による解析で、トンネル断面とか土留め断面などの一般的な断面に対する解析になります。
よって、通常は、こちらの解析になると考えられます。
 
Q1−4. 「弾塑性地盤解析(GeoFEAS)2D」の斜面の安定解析と「斜面の安定計算」の違いは?
A1−4. 「弾塑性地盤解析(GeoFEAS)2D」の斜面の安定解析は、せん断強度低減法のオプションを選択して弾塑性解析を行い、プログラム内の計算上でせん断強度を少しずつ低減していく過程で、斜面内に大きなせん断ひずみが発生するので、その面(画面上では線として見ます)をすべり面とし、その時に低減した割合を全体安全率とする解析です。したがって、有限要素解析のモデルですべり面と安全率を求めることができます。
一方、「斜面の安定計算」では、極限平衡理論をもとに力の釣り合いだけで、円弧により仮想的に設けたすべり面に対して安定計算をし、仮定したすべり円について安全率の計算を繰り返し、最終的に最小安全率となるすべり円を求める計算となります。
既往の研究では両者の結果がほぼ一致するとの報告があります。
 
Q1−5. 粘性土で圧密沈下が生じ側方変位が予想される。橋台に対する影響を解析したいが、どのような土のモデル(構成則)を用いたらよいか。
A1−5. 圧密計算を有限要素解析で理論的に行う場合にはCam Clayモデルや関口太田モデルが組み込まれたプログラムを必要としますが、本プログラムにはそうしたモデルはありません。
しかしながら、単純に弾性論上の範囲で周辺地盤の側方変形を考慮するならば線形弾性もしくはモールクーロンのような土のモデル(構成則)を用いることで解析することが可能です。
 
Q1−6. 柔構造樋門・樋管の直下を地盤改良した場合、周辺地盤が液状化するならばレベル2耐震性能照査を行ったほうがよいか?
A1−6. 地盤改良方法が重機で表層撹拌するだけの混合処理であれば、均一性や強度発現が必ずしも信頼できる水準に達しないこともあります。
周辺地盤が液状化すれば側方流動などの影響が地盤改良体に対してもある可能性があるので、表層の地盤改良によるプラス要因はあくまでも余裕代として設計には考慮せず、レベル2地震動に対する耐震性能照査を行い基準をクリアすることが望ましいと考えます。
 
Q1−7. 結果を印刷する方法は?
A1−7. GeoFEAS2Dの結果を印刷する方法は、何を印刷するかによって異なります。
入力データを確認するためにメッシュデータやコントロールデータを印刷したい場合は、テキスト形式の入力データファイル(*.sta *.Msh)をNotepadやエディターソフトで開き印刷します。
変形量や応力ひずみについては、ポストプロセッサーでコンタ図や分布図を表示し、[値の確認]をするとファイルに出力しますので、入力データファイル同様に印刷します。また、画像を印刷したい場合は、表示した画面上でマウス右クリックすると[コピー]や[ファイル保存]ができますので、画像をそのまま paint等の描画ソフトで出力するか、wordに貼り付けて出力します。
 
Q1−8. 『河川構造物の耐震性能照査指針』には解析方法が幾つかあると思うが、すべてに対応しているのか
A1−8. 平成19年の河川基準(案)では、耐震性能照査の方法として、
 (1)動的照査法
 (2)静的照査法
が紹介されています。
UWLCは、動的照査法の場合に対応している製品で、GeoFEAS2DVer.2は静的照査法に対応している製品です。
この静的照査法については、ALIDという製品が先行して世の中で解析を行っておりましたので、本来ならば、『「平成19年河川構造物の耐震性能照査指針(案)」の静的照査法に対応』として、GeoFEAS2Dを案内すれば済むことですが、この部分については、ALIDと同等な解析ができる(基本的な考え方、基本的な処理の流れは同じ)という意味で、ALID対応と紹介させて頂いております。つまり、ALID = 平成19年河川構造物の耐震性能照査指針(案)の静的照査法という扱いにしております。
ここで、誤解のないようにお願いしたいのは、当社の「平成19年河川構造物の耐震性能照査指針(案)の静的照査法」は、基準の記載に準じて、群馬大学地盤研究室にて新たに開発した解析部を用いており、決して、ALIDの解析コードを使用しているということではありません。

ALIDとの整合性を念頭にしていませんが、弊社ホームページで比較している対象がALIDの結果となります。
http://www.forum8.co.jp/product/uc1/jiban/Geo2D-hikaku.htm
 
Q1−9. 液状化の盛土を検討する際の、計算式と理論的裏付けを教えてほしい
A1−9. 液状化による計算理論の土台となった文献は
「液状化に伴う流動の簡易評価法」土木学会論文集No.638 V-49 pp.71-89, 1999.12
「液状化に伴う盛土および直接基礎の沈下に対するALIDの適用性」第46回地盤工学シンポジウム,2001,1月などですが、せん断剛性低減材料については、
 1.盛土層を線形弾性として、液状化後のせん断剛性を液状化層での低下割合の1/10程度
 2.盛土層を線形弾性として、液状化後のせん断剛性を低下率を求めたところ,1/40となった
 3.盛土層を非線形のタイプとしてDuncan−Changのモデルを用いた
の3種類についてコメントがあります。
せん断剛性低減材料1としてG1をG0の1/10あるいは1/40とする
あるいは 線形弾性のNo tension を用いる。もしくは非線形材料を試すなどがあります。
弊社としては1/10をおすすめします。
 
Q1−10. 成層地盤のみ(堤防などの上載荷重がない状態)での,液状化解析はできますか?
A1−10. 上載荷重がなくとも液状化解析は可能です。
 
Q1−11. 液状化の解析について、GeoFEAS(静的解析)とUWLC(動的解析)の違いを教えてほしい
A1−11. 液状化による自重変形解析という意味でお答えします。
弊社の場合にGeoFEAS2D(静的解析)は、平成19年度耐震性能設計指針に準拠したプログラムになります。UWLC(動的解析)は有効応力法によって土と水を連成して解析するプログラムになります。

GeoFEAS2Dに組み込まれている液状化の解析手法は、既往の調査から液状化による安全率FLとせん断剛性Gとの関係を統計処理して得た関係を基にしています。FLが求まると、拘束圧とせん断剛性Gとの比率をグラフから読み、各深さごとの拘束圧からせん断剛性Gを推定します。モデルによっては液状化層が厚くFLが低い場合は、きわめて大きな変形になることがあります。

一方、UWLCは土のせん断変形にともなう体積変化(ダイレタンシ)を数学モデルで記述して、水と土の多孔質モデルを基に間隙水圧を算出します。つまり体積収縮して体積ひずみ分の余剰の間隙水圧が液状化を引き起こすと表現します。有効応力は過剰間隙水圧とともに減少するので、土のせん断強さは低下することと同じになり、大きな変形をします。ただし、あくまで本来の土のもつ変形特性からスタートしているので、非現実的な異常な変形はありません。

理論的な背景がしっかりしているのはUWLCですがパラメータの決め方に難点があります。また、地震波を入力するので地震波の設定についても知見が必要です。単に変形が小さいという理由だけで後者を選択するのではなく、地盤の考え方、液状化現象、地震波の設定などの十分な知識を得た上でUWLCをお使いになるとよいでしょう。
 
Q1−12. 石灰石鉱山における残壁斜面の安定解析を2次元FEMにて実施したいのですが、解析は可能でしょうか
A1−12. 解析は可能です。
出力される値としては応力値となり、応力値によってどのように斜面の安定性を評価するかは、ご判断が必要となります。また、本製品には「せん断強度低減法」という機能があり、斜面の安全率を求める計算として活用いただけます。
 
Q1−13. Ver.4 において「平成28年度 3月 河川構造物の耐震性能照査指針」に対応した照査が可能になったとの事だが、Ver.3で照査した場合と結果が大きく変わるのか、また指針のどの部分が反映され結果に影響するのか
A1−13. 液状化に対する強度が変わるので判定結果も変わります。
液状化判定として、繰返し三軸強度比RL および液状化層のせん断剛性の拘束圧補正係数Ccpが異なります。細粒分の多い土ではRLがやや大きめな値となります。液状化層が深く、拘束圧が大きい場合は、拘束圧に応じてせん断剛性を高く評価します。
具体的な比較計算はありませんが、おそらく従来よりも変形量が抑えられる傾向があると考えられます。
Ver.4は、平成19年度指針及び平成28年度指針に対応した構成則を切り替えて設定可能ですので、お客様の方で比較解析を行い結果を検証するとよいでしょう。


 II.Pre操作編(入力関連)

Q2−1.

応力解放率とは?
A2−1. 例えば、トンネル掘削を考えた場合、掘削断面のすぐそばに切羽面があります。その場合、トンネル断面に全ての応力が集中するのではなく、切羽面でも応力を負担します。例えば、NATM設計施工指針平成8年などでは、この場合(掘削直後)の解放率を0.3〜0.4としています。トンネル掘削がさらに進み、その検討断面に支保工を設置する時点では、トンネル断面で全ての応力を負担するようになりますので、残りの0.7〜0.6を負担することになります。
SampleのTunnel.GF2なども参考にして下さい。
 
Q2−2. ソリッド要素の材料パラメータの設定で「PZ-Sandモデル」はそれぞれ何を入力すればよいのか?
A2−2. PZ-Sandモデルの15個のモデルパラメータのうち、12個は静的三軸試験から、残り3個は繰返し非排水三軸試験から同定することができます。一般に、下記の(1)〜(9)は静的三軸試験から決まり、(10)〜(12)は繰返し非排水三軸試験から決まります。
パラメータの値の目安を下記致します。なお、下に示すものは、液状化する可能性の高い緩い砂地盤の場合です。
(1)Mg:内部摩擦角φから算出したものを初期値とします。Mg=6*Sinφ’/(3-Sinφ’)で計算してください。結果が合わないようであれば、少し調整してください。
(2)Mf:概ね、相対密度Dr×Mgを用います。
(3)C:0.80でほぼ固定。
(4)αfおよびαg:0.45でほぼ固定。
(5)Ges0,Kev0:微小ひずみ領域のせん断剛性G0より算出することができます。
(6)mvおよびms:0.5〜0.7(0.5を初期値で用いて、結果が合わないようであれば、0.7程度まで増加させてみてください。なお、msよりもmvを調整することの方が多いかもしれません。)
(7)β0:4.2前後を良く用いています。
(8)β1:0.1〜0.3の間で調整してください。
(9)H0:200〜1000程度の間で調整してください。
(10)Hu0:6000前後で、1000ピッチで調整してください。
(11)γ:8.0前後で0.5ピッチで調整してください。
(12)γu:概ね、γ-2.0を用いています。
(13)OCR:過圧密比を入力してください。砂の場合は、通常、1.0を入力します。
 
Q2−3. DXFファイルの読み込みは可能か?
A2−3.
可能です。
モデル作成の際にAutoCAD(DWG、DXF)ファイル、またはSXF(SFC、P21)ファイルのインポートに対応しております。
 
Q2−4. Qメッシュ分割の際、メッシュの大きさをどのくらいに設定したらよいか?
A2−4. 何メートルメッシュでなければならないというような規定はありません。そのため、これぐらいの大きさでメッシュ分割しなさいという助言も致しかねる状況です。
メッシュ分割を非常に細かくすれば、FEMの計算結果は厳密解に近づくと言われていますが、その確認は簡単ではないということのようです(はじまて学ぶ有限要素法:地盤工学会より)。
群馬大学の蔡先生のセミナー資料によると、要素数を3倍にしても、安全率のオーダーとしては、小数第三位に違いがあるだけのようです。よって、あまり、細かく分割する必要はないのではないかと思われます。
メッシュ分割において、中間節点の指定を有(2次要素)にすることも計算精度を向上させる手法だと思います。メッシュ分割の定義タブの右側最下段のボタンで設定してみてください。
    
Q2−5. SXFファイルのインポートで、SXFファイルの座標(0,0)とGeoFEAS上の座標を一致させたい。
A2−5. SXFファイルのインポートでは、SXFファイルに保存されている座標情報(実寸)をそのまま読み込みます。
お手持ちのCADソフトにて、スケールシートの原点や各座標値をご確認ください。
 
Q2−6. ジョイント要素とばね要素の違い
A2−6. 両方とも地盤と地盤、地盤と構造物との間における変形を表現するときに用い、長さや体積を持たずに剛性だけで規定します。
ジョイント要素は、圧縮状態であれば変形せず引っ張りやせん断が規定値を越えると、すべりや剥離などの不連続面を表すために用いられます。
ばね要素は圧縮時でも引っ張り時でも同じ剛性を保ちます。
    
Q2−7. 梁要素と棒要素の違い
A2−7. 梁要素はせん断、軸力、曲げモーメントを伝達する構造部材に対して用います。
棒要素は、一般にはトラス要素とも呼ばれ送電鉄塔などボルトでアングルを接合して組み立てるような曲げモーメントを考慮しない場合に用います。また二重鋼矢板締切りのタイロッドも該当します。
 
Q2−8. 弾完全塑性の物性値のサンプルはないか?
A2−8. 弾完全塑性の物性値としては、強度特性とダイレタンシー角が主なパラメータとなります。
強度特性については、「山岳トンネルにおける 模型実験と数値解析の実務」トンネルライブラリー第16号 土木学会などを参照すると、さまざまな機関における一般値が掲載されています。三軸試験など室内試験結果があれば、そのC,φを用い て結構です。
ダイレタンシー角についてはゼロとする場合や内部摩擦角と同じにする場合もあります。三軸試験結果を参考にすることも考えられます。 「弾塑性有限要素法がわかる」、地盤工学会および「地盤の変形解析: 基礎理論から応用まで (39)」、地盤 工学会, 2002.7(地盤工学・基礎理論シリーズ)などが参考となります。
サンプルデータとしては、GeoFEAS2Dに添付されているデータ(slope, embankmentなど)をご参考にしてください。
    
Q2−9. 「ソリッド要素のプロパティ設定」で「弾性」の時「線形弾性」とするのが一般的なのか?
A2−9. 線形の場合、線形弾性と積層弾性が選択できます。一般的には線形弾性を選択します。異方性を考慮する場合は積層弾性を用いることもあります。
 
Q2−10. ソリッドのプロパティの設定での構成則や方式の使い分け
A2−10. 概ね、以下のようにお考え下さい。
■積層弾性モデル
直交異方性を表すために用います。積層ゴムのように縦方向は剛で水平方向には柔な構造を対象としています。地盤においても堆積過程や地中応力状態において異方性が大なり小なりがあると言われています。
■非線形弾性モデル
Duncan方式:応力ひずみ関係を双曲線で表します。ひずみのレベルや拘束圧(対象とする地層の深さ)によって変形係数が変わることをモデル化します。Duncan方式1と2の違いはポアソン比を定数(方式1)とするか、変化する(方式2)かの違いにあります。
■非線形弾性モデル
破壊接近度法:主にトンネルの掘削にともなう地盤の緩みを解析するときに用いられます。応力状態が破壊基準に近づくに従って変形係数が減少(地盤が緩んで変形しやすくなる状態)を表現します。
■非線形モデルROモデル
せん断弾性係数とせん断ひずみを双曲線でモデル化して地盤のせん断変形(地震時の変形など)に対してひずみ依存性を表現するときに用います。
■非線形モデル HDモデル
ROモデルと同様にせん断変形に対してひずみ依存性を考慮するときに用います。ROモデルとは関数の形が異なります。
■非線形モデル UWclayモデル
せん断応力とせん断ひずみの骨格曲線を双曲線で表しますが、強度をパラメータと取り入れていることで変形と強度の関係を簡易に表すことができます。斜面の残留変形解析に用いた事例があります。
■弾完全塑性モデル Mohr-Coulomb方式(MC)
破壊基準(Mohr-Coulomb)を規定し、応力状態を表す応力円(Mohr円)との関係を判別して破壊基準に達していなければ弾性領域、破壊基準に達すれば塑性領域に分けて計算します。塑性領域に達した場合は大きな変形が生じます。
■弾完全塑性モデル Drucker Prager方式(DP)
破壊基準の規定のしかたがMCと異なりますが、2次元(平面ひずみ)の場合は違いはありません。
■弾完全塑性モデル MC-DP
破壊基準としてMC,塑性ポテンシャルにはDPにより規定します。破壊に達した状態で、せん断にともなう体積変化であるダイレタンシーが収縮するのか(負のダイレタンシー)膨張する(正のダイレタンシー)のか地盤によって規定したいときに用います。
■弾塑性モデル 粘土のPastor-Zienkiewiczモデル
弾塑性モデルの一般化したモデルで、パラメータによってひずみ軟化やひずみ硬化、または硬化係数(破壊に達したあとの変形係数)などを細かく規定できるモデルです。多くのパラメータを規定する必要があります。
■No-tension材料
線形モデルあるいは積層線形モデルと基本は同じですが、引っ張り応力に対して抵抗しない材料を表現するモデルです。
    
Q2−11. ジョイント要素を複数設定したい
A2−11. ジョイント要素は地盤と地盤(ソリッド要素)との間に設けます。
設定する場所と隣合うソリッド要素を規定するため一箇所ごと(一直線上の線分の固まり)に設定します。
 
Q2−12. 覆工と吹付けの間にジョイント要素を設定しているが問題ないか
A2−12. 実現象を再現しようとして細かく設定し過ぎると意図しない挙動を示すモデル化になる場合もありますので、ジョイント要素を用いる場合は注意が必要です。
    
Q2−13. 自動をブロック化をおこなってメッシュ→確認を行った場合と自動ブロック化を行わずにメッシュ→確認をおこなった場合でメッシュの生成までにかかる時間が大きく異なる
A2−13. 自動ブロック化は、解析対象としている領域を認識する過程のことを意味しているますので、メッシュから始まる場合は解析対象の認識がないので、それだけ短時間になります。また、メッシュ生成そのものに違いがあるということであれば、解析対象領域に違いがあることも考えられます。
    
Q2−14. 作成済みのモデルの節点を移動して形状を修正する方法
A2−14. 以下の手順で修正して下さい。

1.モデル作成−作成画面で「選択モード」を指定する
2.移動したい節点を選択する
※選択した節点が赤く表示されます
3.その状態で右クリックし、ポップアップメニューの「座標値修正(P)」を選択する
4.選択した節点の現在の座標が表示されているので、修正後のX座標、Y座標を入力し、「確定」する
5.なお、複数の節点を移動するような場合、メッシュを切った後の節点に影響することがあるので、既に流れたデータであってもモデル作成ー作成のメニュー以降の確認が必要です。
    
Q2−15. ダイレタンシー角の入力方法
A2−15. ダイレタンシー角の入力方法としては、変形解析のときは内部摩擦角と同じとし、安定解析のときはゼロとする方法が推奨されています。
    
Q2−16. 斜面の計算で、地下水位を考慮した場合としない場合の2通りを計算したいが、別々に実行したほうのがよいか、ステージを分けて実行した方がよいか?
A2−16. 地下水位を考慮した場合としない場合について、一つのデータの中でステージを分けた場合、前のステージの応力等を引き継ぐので注意が必要 です。むしろ別々のデータを作成したほうが、目的に沿った解析ができます。
    
Q2−17. 解析条件の設定の「本ステージ追加節点の変位をゼロにする」とはどういうことか
A2−17. 追加節点の変位をゼロにするという意味は、盛土や埋め戻しによって施工基面FLまで土を盛るため変位量は、施工の過程で吸収されてしまうため、最終的には所定のレベルまで土がある(見かけ上は変位がない)ことを表します。
ステージ1の場合は、白紙の状態から現状地盤を作成するので、いわば所定の形状まで盛土したのと同じことになります。現状地盤では変形していないわけですから「追加節点の変位をゼロとする」チェックをするのが正解です。ステージ2で盛土した場合は、盛土による即時沈下を見たい場合はチェックを外しておき、所定のFLまで盛土するというモデルであればチェックしておきます。
ちなみに掘削の場合は削除であって追加節点ではないので、「追加節点の変位をゼロにする」のチェックをしても変位はリセットされることはなく、解析結果に対して何も影響しません。
    
Q2−18. H19河川構造物の耐震性能照査指針による解析を行っている場合、ソリッド要素のプロパティ入力で、液状化材料を指定した場合、ポアソン比はどのように再設定しているか
A2−18. ポアソン比については、河川構造物の耐震性能照査の式に基づいて、地震前のせん断弾性係数Gと液状化時のせん断弾性係数G1と地震前のポアソン比νから再設定します。
    
Q2−19. トンネルの解析後、沈下防止のため地盤改良を実施したい場合、どの時点でのステージを用いたらよいか
A2−19. 沈下防止のための地盤改良ということであれば、沈下の原因(解放応力もしくは荷重がかかる)のあるステージと同じステージでプロパティ設定を変更します。あるいは、トンネル掘削の前にステージを追加しておいてプロパティ設定を変更しても同じことになります。
すなわち、トンネル掘削に伴い沈下が生じる場合は、同じステージにおいてプロパティ設定を変更すれば、そのステージのプロパテイを基に掘削時の変形を解析します。プロパティ設定の変更するには、たとえば初期応力解析で1から3までの材質番号を最初に使っていたなら、地盤改良部分に相当する材質番号として新たに4番目の材質番号を設定し、初期の材質番号と入れ替える必要があります。
    
Q2−20. 推進工法による小口径トンネルの解析を行う上で土の構成則としてどのモデルを使用したらよいか
A2−20. トンネル解析の場合は一般に破壊接近度法を用います。
破壊接近度法は破壊規準に対して応力円が接近する度合いをもとに変形係数が変化する現象をモデル化しており、周辺の変形状態や掘削周辺の緩みを検討するのに適してい
ます。また、安定性や破壊にいたるかどうかを検討したい場合は弾完全塑性のモールクーロンを選ぶことも考えられます。
    
Q2−21. あるステージから梁要素を削除(撤去)することはできるか?
A2−21. 梁要素の解除は可能です。
以下の手順で行って下さい。

1.ステージ設定で梁要素を削除(撤去)するステージを選択する。
2.[選択モード]ボタンもしくは[矩形選択モード]ボタンをクリックする。
3.[梁要素選択]ボタンをクリックする。
4.該当する線分を選択する。
5.[解除]ボタンをクリックする。

ヘルプ「操作方法」−「プレ編」−「ウィンドウ/ダイアログ」−「[ステージ設定]ウィンドウ」の『[要素定義]タブ』をクリックし
・梁要素を設定する
・要素設定を解除する
をご覧下さい。
    
Q2−22. 「強度比線形定数a」は旧道路公団の「非線形指数a」と同じものか
A2−22. 定義が異なります。弾塑性地盤解析(GeoFEAS)2Dの「強度比線形定数a」は、せん断強度による破壊基準の包絡線を指数関数で表現する式の指数部分です。(林正夫・日比野敏:地下の開削による周辺岩盤の緩みの進展に関する解析,電中研報告,No.67095,1968.)
一方、旧日本道路公団の「非線形指数a」は、破壊接近度Rを用いて変形係数を低減させる場合に用いられる指数部分の定数です。aの逆数が弾塑性地盤解析(GeoFEAS)2D では非線形特性指数mと等しくなります。 m=1/a (日本道路公団試験研究所:技術資料、都市部NATMトンネル解析的設計の手引き、2002)
    
Q2−23. 「緩み係数k」は旧道路公団の「弾性限界パラメータk」と同じものか
A2−23. 同一のものです。
    
Q2−24. 液状化前の変形量とは
A2−24. 液状化前の変形とは、自重計算による変形量であり、液状化後の計算をしたのちに差し引きます。
柔構造樋門・樋管の計算で求める常時(即時沈下および圧密沈下量)とは異なります。
    
Q2−25. 掘削個所の水位はどのように入力したらよいか
A2−25. 通常解析の場合、水位線を入力することで水圧荷重を計算します。たとえばGL−0mに地下水位があった場合にGL−10mの深さの地盤では水圧荷重として98.1kN/m2の等方等圧荷重がかかることになります。
掘削後の開放部分では排水されることになるので、掘削底面等の実際の地下水位線を入力すればよいと考えられます。
    
Q2−26. 液状化層が複数に分かれて互層になっている場合、層ごとにファイルを作成し、それぞれの結果を足し合わせたらよいか
A2−26. 計算事例-01では1つの液状化層について1つのファイルを作成して地盤変形解析し、他の層も別々に計算して、最後に全ての解析結果を足し合わせる、となっています。
    
Q2−27. 「非線形特性指数m」と「非線形特性指数n」について、資料等ないか
A2−27. m, nについては岩盤の材料特性によるものです。一般的な資料としては、既往の指針や研究資料等が参考になり、学会の文献検索等で探すことができます。当社の有償セミナーでは、標準値や解析事例を取りまとめた資料を配付しております。
参考文献としては、 「山岳トンネルにおける模型実験と数値解析の実務」、トンネルライブラリー第16号 土木学会などがあります。
    
Q2−28. シールドの覆工部分をGeoFEAS2Dでモデル化する場合、
 ・セグメントを要素定義する
 ・実際に線で厚みを持たせて物性値を入力する
上記に違いがあるのか?
A2−28. シールドの覆工部分をGeoFEAS2Dでモデル化する場合は、梁要素を用います。
ソリッド要素を使うと間違いというわけではありませんが、一般にセグメントの厚さは周辺地盤の大きさからすると薄いのでソリッド要素としても肉厚方向にメッシュ分割は困難です。すると厚さ方向には1つのソリッド要素で断面力を評価することになるので、梁要素から比べると精度が落ちます。なお、梁要素は断面積や断面2次モーメントを材料パラメータとして入力しますが、解析モデル(メッシュ図)では厚さのない線として表現されます。
参考文献としては、トンネルライブラリー第16号「山岳トンネルにおける模型実験と数値解析の実務」、土木学会編などをご覧になると良いでしょう。
    
Q2−29. 軸対称解析を行う場合、対称軸の境界条件はy方向自由、x方向拘束でよいか?
A2−29. 軸対称の軸はY軸となります。
Y軸回りに杭などを解析する場合はY軸でY方向自由、X方向固定が正しい境界条件です。
    
Q2−30. CADファイルから読み込んだデータを使ってモデルを作成する方法
A2−30. CADのファイル(DXF, DWG, SFC, P21形式)をインポートし、本体のモデル作成画面にて4角形あるいは3角形のブロックで構成されるモデルに修正します。次に、モデル作成-確認で自動ブロック化をします。白抜き部分があれば再度モデルを確認し、修正して作業を繰り返します。
    
Q2−31. メッシュを作成した後に、節点座標を若干修正して解析を再び実行したい。
A2−31.
メッシュ生成後に節点を移動したり、座標を画面上で変更することはできません。
モデル作成から修正するほどの大幅な座標値変更でなければ、解析部が読み込むファイルを直接編集してロードモジュールとして流すと便利です。
モデルを作成するプレ部から、解析部にデータを引き渡すファイルには2種類あります。
一つは解析モデルを制御するデータファイルで拡張子に*.Staがついています。
もう一つのファイルはメッシュの節点座標と構成を表すデータファイルで、拡張子に*.Mhsがついています。Mhs形式のファイルの節点座標を直接編集して、解析部(ロードモジュール)を直接実行する方法を取ると可能です。
また、微小な座標値の修正であれば直接数値データを変更するほうが便利です。
    
Q2−32. 水位の設定はどのような際に使用するのか
A2−32.
一般に水の影響を間隙水圧として考慮するのは有効応力法ですが、「GeoFEAS2D」の場合は全応力法を用いており、水圧荷重として外力として考慮します。マンホールやボックスカルバートのような揚圧力を考慮する場合、構造物周辺から水圧荷重を掛けて浮き上がりの検討をすることができます。
    
Q2−33. 地下水位がある場合は、考慮した方がよいのか
A2−33.
地下水位があれば必ず水圧荷重を考える必要はありません。土留め壁のような場合には、全応力の水平土圧に水圧が含まれているとすれば、特に水位を入力する必要はありません。既に水平土圧算出時考慮されていることになります。
    
Q2−34. ジョイント要素の材料定数はどのように考えたらよいか
A2−34.
ジョイント要素は岩盤亀裂などの剥離やすべりを表現するための要素で、剛性が高い剛性を設定すればよく、ジョイント要素の圧縮剛性[Kn]は、無限大に近い値を用いるべきですが、計算経験によれば、数値計算上は周囲地盤のヤング率の100倍程度が良いようです。
せん断剛性[Ks]に関しまして、2つの考え方があります。
一つは周囲地盤のせん断弾性係数を用いるべきという考え方です。
もう一つはジョイント要素が剛塑性であるべきで、周囲地盤のせん断弾性係数の100倍程度で設定する考え方です。そうすれば、弾性状態では、ジョイント要素の有無に関わらず、ほぼ同じ挙動が得られます。
    
Q2−35. 下記メッセージが表示された場合の対処方法は?
  -------------------
  警告
  モデル形状と旧ブロック形状に相違があります。
  追加または変更した箇所を再度ブロック化してください。
  -------------------
A2−35.
一度作成済みのモデルを修正して、[モデル作成]-[決定] のタブを選択すると修正があるのでブロック化が必要なので警告表示します。右側アイコンの[自動ブロック化]をクリックしてください。
    
Q2−36. 矢板掘削を検討する際、掘削底面より上に水位があった場合、掘削面の水位は自動に掘削面まで引き下げられて検討されるのか
A2−36.
水位線は自動的に変化することはありません。地下水位よりも下に掘削面があれば、水圧荷重として掘削面に作用します。
    
Q2−37. 水位以下の物性値は浮力を考慮し、単位体積重量等に変化があるか
A2−37.
材料物性は通常の湿潤単位重量を入力します。地下水を入力しても土の材料物性には変化がありません。構造物に作用する力として土による力、水による力とそれぞれ別々に計算します。
    
Q2−38. 強制変位の入力方法
A2−38.
境界条件で拘束として、数字を入れる欄に強制変位量を入力してください。
    
Q2−39. 場所打ち杭の施工手順でモデル化したい
A2−39.
ステージ設定をし、ステージ1では初期応力解析、ステージ2で掘削、ステージ3で[盛土]のコマンドを使用してコンクリート打設を表現することが考えられます。ただし、平面ひずみとして場所打ち杭の部分を掘削すると、奥行き方向に無限に長く掘りのような掘削になりますので、円形に掘削することが考慮されていないことをご注意ください。杭だけのモデルであれば軸対象として解析することも考えられます。
    
Q2−40. シールドトンネルの応力解放率はどのように設定したらよいか
A2−40.
掘削時に20%,あるいは30%を設定し、残りのステージで合計すると100%となるように応力解放をセットすればよいかと存じます。
    
Q2−41. 準貫入試験実施位置の入力について、ソリッド要素の材料パラメータの設定の下記の値は何に用いているのか
 X0:標準貫入試験実施位置を示すX座標
 Y0:標準貫入試験実施位置を示すY座標
A2−41.
GeoFEAS2Dは地形条件を入力するので、場所によって地表面からの深さや地下水位との関係が異なります。そのため、N値測定位置のx0,y0が必要となり、N値を補正するための上載圧σvの計算に用います。
詳しくは、ヘルプ[解析理論]-[液状化による自重変形解析]-[液状化に対する抵抗率FLの計算]の繰り返し三軸強度比RLの計算をご覧ください。

    
Q2−42. 耐震性能照査指針(案)Q&A 問.U−4−2に計算事例-01に記載の方法で非液状化層の剛性低下を行う場合、どのように設定したらよいか
A2−42.
液状化層よりも上の地層(非液状化層)の最下端に引張応力が発生しないように設定する、という記述を基に「弾塑性」「Notension」などの他の土の構成モデルを用いることが考えられます。また、「せん断剛性低減材料1」を用いてG1を低下させた値を直接入力して繰り返し解析して引張応力が発生しない値を採用するといった試行錯誤で行うことも考えられます。
定式化された方法はないので、いろいろな方法や入力値を試して引張応力が発生しないように設定することになります。


関連Q&A:Q3−24.
    
Q2−43. 上載圧の計算方法
A2−43.
上載圧の計算については、ユーザ様が選択できるようになっています。
[ソリッド要素の材料パラメータの設定]の「上載圧の計算方法」の入力方法に4通りあります。
1:直接入力
2:標準貫入試験実施位置の要素におけるY方向の応力の平均値
3:材料番号で認識されたブロック内のY方向における応力の平均値
4:材料番号で認識されたブロック内で、Y0_SPTより定義される標準貫入試験実施深度に位置する全ての要素におけるY方向の応力の平均値

1の場合は、別途計算した結果を入力します。
2の場合は、標準貫入試験位置の上載圧なので、盛土でない場所でN値を測定した場合は、盛土の影響が考慮されません。
3の場合は地層全体で上載圧の平均を取ります。
4の場合は、N値測定の深さにおける全要素の平均値です。

    
Q2−44. 複数の液状化層を設定することは可能か
A2−44.
入力として複数の液状化層を設定することは可能です。各層においてFL値を求め、そのFL値の大きさにしたがってせん断剛性を低減します。
    
Q2−45. 複数の液状化層を設定した場合、天端直下の液状化層をどの層としたらよいか
A2−45.
堤体盛土に最も影響を与える層を取り上げることになるので、通常は2層ある中で上の層と考えられます。

なお、「河川構造物の耐震性能照査」にある考え方や導入について、参考文献をご参照いただくと良いでしょう。
一つの意見としては、小分けに層を区分するよりも単純な層構造にして液状化層と非液状化層をそれぞれ1層ずつとして設定する方が、本来の計算モデルとして前提とする地層構成に近いので理論的に整合しているとも考えられます。
堤体盛土の非液状化層の取り扱いは経験(統計的なデータ)に基づく方法なので、お考えの解析モデルの場合に当てはめることができるのか検討の余地があります。場合によっては単純にせん断剛性を1/10に低減する方法や、弾塑性モデルを試されるのもよいでしょう。
参考文献:
液状化に伴う流動の簡易評価法 土木学会論文集No.638 III-49, 71-89, 1999.12
液状化に伴う地盤の大変形の簡易予測方法

    
Q2−46. あるステージから地盤改良によってソリッド要素のEを変更したい
A2−46.
地盤改良後のプロパティを別番号として新たに設定し、該当する部分に当てはめます。たとえば、最初は材料番号1だった部分が、地盤改良によって変形係数が変わったなら、材料番号を別にして新たなプロパティを設定し直します。

あるステージで上記のような地盤改良をして変形係数を変えても、そのステージで荷重の変化がなければ変位は生じません。実際の現場でも地盤改良をしただけでは特に変形はしないと考えられますが、どのような変形を予測して解析するかによって荷重条件を含めたモデルの設定が違ってきます。

    
Q2−47. ソリッド要素の材料パラメータの設定−液状化材料のX0、Y0について、1つの層にボーリング試験値が2個以上ある場合はどうしたらよいか
A2−47.
1つの層にボーリング試験値が2個以上ある場合は、平均値をとるか、層を細分化するかすればよいでしょう。ただし、細分化する場合に1m以下の層厚に細かく設定するよりは、N値の精度や計算手法が経験則に基づくことから考えるとある程度平均化したほうがよいと考えられます。
    
Q2−48. 解析次元の「平面ひずみ解析」と「軸対称解析」の違い
A2−48.
軸対称というのは、杭のような軸回りに同じ断面を持つ円形や円環の構造物について、円筒座標系を用いてモデル全体を表現します。たとえば杭軸をY軸にとり杭の半径の幅を持った長方形断面で、円形の断面を表現します。
一方、平面ひずみとは河川堤防のような断面で見ると台形の形をしているものが、奥行き方向(河川の流れる方向)にずっと同じ断面が続いているような場合を取り扱います。横断方向には変形しやすいのですが、縦断方向すなわち奥行き方向には同じ断面が延々と続くと仮定して変形がありません。そのため横断方向の断面について対象とする解析を言います。
したがって、対象とする構造物の形状や対称性によって使い分けることになります。

    
Q2−49. 掘削解放率についてどのように入力したらよいか
A2−49.
掘削を設定したステージの中で、その掘削に対する解放率を各ステージで振り分け合計して1となるようにします。
 
掘削の解放率は、トンネルなどの掘進にあわせ次第に応力解放していく割合いを入力します。もしくは覆工の施工方法によって掘削解放をどの程度見るかを指定するときに用います。
たとえば、ステージ2の1次掘削時の解放率をステージ2の時点で0.6と入力していますが、残り0.4(40%)は、ステージ3で解放されるとお考えであれば、
ステージ2 0.6
ステージ3 0.4
というように、2行で入力し、トータルで1.0にして頂かなければなりません。

トンネルのように奥行き方向に掘進するために、奥行き方向の壁の影響を考える場合に考慮する割合です。たとえば丸くトンネルを掘って1m程度の掘進しかない場合、断面としては円形にくりぬいた状態です。一方、山の反対側まで突き抜けて奥行きに壁がない場合も、2次元断面としては円形にくりぬいた状態です。前者では奥行きの壁があるので、トンネルとして抜けた状態よりも円形にくぼんだ状態であり、地盤応力(解放応力)の60%くらいの力が1m掘進した部分にかかり残りの40%は奥行きの壁が負担すると考えます。後者は完全にくりぬいたトンネルの状態なので周辺からの地盤応力がトンネル中心に向かって100%かかるので応力解放率は1.0となります。

通常の土の掘削では、掘削した時点で応力が全て解放されると考えて、
掘削時のステージで 1.0 という入力でもよいと考えられます。

    
Q2−50. 鋼管杭を使った土留め掘削による近接施工影響検討時の鋼管杭の断面モデル化の方法
A2−50.
鋼管杭を1mの奥行き幅に換算して梁要素で設定します。防護コンクリートが厚いものであれば、ソリッド要素でその部分を表現します。
    
Q2−51. ライナープレートと支保工を同じ場所に設定したい
A2−51.
両方の断面諸元を足し合わせたプロパティ番号を用意して、該当するステージで設定してください。
    
Q2−52. ボックスカルバート近辺で盛土を施工する場合に、土の構成モデルはどのように設定したらよいか
A2−52.
基本は、線形弾性を用いて変形状態やボックスにかかる断面力を見ます。
地盤の状態(軟弱である場合など)によっては弾完全塑性としてMC/DPを使うこともよいでしょう。

    
Q2−53. 2Dσの解析結果のメッシュ図(アイソパラメトリック要素メッシュデータ)から入力データを生成して取り込む方法
A2−53.
入力マニュアルで示された書式に合わせて、2DσのファイルからMifesやNotepadなどのエディターを用いて以下の2つのファイルを作ります。
  *.msh メッシュデータ(節点座標と要素の構成)
  *.sta コントロールデータ
作成したらプレ部を立ち上げずに直接、ソルバーを実行します。
詳しくは以下のヘルプをご覧下さい。
[操作方法]-[ロードモジュール]-[ロードモジュール版の操作方法]
    
Q2−54. 地層を区分した場合のN値の入力方法
A2−54.
地層を区分した場合は、その地層範囲内のN値で平均するのがよいでしょう。
なお、地層はN値の計測間隔が1mが標準なので、1m未満の細分化(同一砂質土層の中で)はあまり根拠がなくなります。
    
Q2−55. 1つの液状化層に複数の粒度試験結果がある場合、結果ごとに層を分けた方がよいか
(例:粒度試験結果が3つある場合、層を3つに分けて入力する)
A2−55.
平均粒径D50を見て粒度が深さごとに大きく異なる場合は層を分けた方がよいでしょう。あまり変わらない場合は平均値でもよいでしょう。通常は、沖積砂質土層として河川や海岸などの堆積過程で同じような粒径が集まると考えられます。同一地層として区分される場合は、粒度試験結果を平均してもよいでしょう。
    
Q2−56. ソリッド要素の材料パラメータの設定において、ポアソン比νにはどのような値を入力したらよいか
A2−56.
ポアソン比はポアソン比νは静止土圧係数とポアソン比の関係を表す関係式があります。
     ν=Ko/(1+Ko)
静止土圧係数を0.5とすれば 
ポアソン比は0.333となります。通常は、0.33でもよいでしょう。トンネル示方書に記述があります。

付表2.8 地盤諸定数(抜粋)
標準N値 ポアソン比
粘性土
地 盤 軟らかい 0〜4 0.45
中位の 4〜8 0.45
堅い 8〜15 0.40
非常に堅い 15以上 0.35

砂質土
地 盤 緩い 0〜10 0.40
中位の 10〜20 0.35
やや密な 20〜30 0.35
密な 30〜50 0.30
非常に密な 50以上 0.30
岩盤 - -      0.25
トンネル標準示方書(開削工法編)H8.P266

圧密計算を有限要素解析で理論的に行う場合にはCam
Clayモデルや関口太田モデルが組み込まれたプログラムを必要としますが、本プログラム(GeoFEAS)にはそうしたモデルはありません。
    
Q2−57. 上部は液状化し(FL1.0以下)、下部は液状化しない(FL1.0以上)ため、層を分けてモデル化を行いたい
その際、平均N値は上部、下部とも同じ平均N値を入力したほうがよいか、それとも分割した層内で各平均N値を入力したほうがよいか
A2−57.
同じ砂質土層でも、層厚が厚い場合や層の上下でN値や粒度が異なりFL値による液状化判定が異なることがありますが、N値だけで判断すると層を細かく分け過ぎる危険があります。
物理試験(粒径)の結果やコアの記述などを参考に、層の上下で土質が余り変わらない場合は平均を取ってもよいでしょう。しかし砂と粘土が互層になっている、あるいは近傍のボーリング結果では同じ地層でもかなり異なるN値を示しているなどの地質条件であれば、層を分けて考えても良いでしょう。
また、平均値を取ると全体が液状化しない判定となり、設計上は不安がある場合は層を分けて液状化をする部分を評価することもあります。
    
Q2−58. サンプルデータの計算事例-01ではそれぞれのメッシュの間に中間節点が表示されているが、新規作成した場合、メッシュの間に中間節点が表示されない
A2−58.
メッシュの間の中間節点を設けることで、ソリッド要素の精度を高め大変形にも対応可能となります。新規作成の場合、通常は4つの節点で一つの要素を構成する4節点要素ですが、メッシュ生成時に中間節点を「有る」に指定して8つの節点で一つの要素を構成する8節点要素とします。特に液状化解析のように大変形が予想される場合は、中間節点を設けて下さい。
    
Q2−59. 場所打ち杭をモデル化する場合、梁要素とソリッドのどちらにしたらよいか
A2−59.
場所打ち杭をモデル化する場合は、杭の杭長と杭径の比率で梁とするかソリッドとするかを決めても良いでしょう。杭径が細い場合は梁要素、深礎やケーソンのような場合はソリッド要素のほうがよいでしょう。
また、計算結果は断面力で表示する場合は梁要素を採用し、応力度で表示する場合はソリッド要素が便利です。
なお注意点として、杭の断面諸元(断面積、断面2次モーメント)は奥行き1m当たりに換算する必要があります。奥行きの杭間隔が1.5mならば杭の断面諸元を1.5で割ります。
    
Q2−60. ライナープレートのような解析断面と直交する方向(奥行き方向)に円形の掘削がある場合に、2次元解析でどのようにモデル化するのか?
A2−60.
2次元の解析では奥行き方向には、同じ断面が続くと仮定します。たとえば河川堤防のような場合は横断面についてモデル化しますが、河川と平行の縦断方向は同じ断面が続くので変形を考えません。そのような奥行き方向の変形がないと仮定できる場合は、平面ひずみ問題として解法することが可能です。
しかしライナープレートを用いた掘削のように、奥行き方向の円形断面を考慮しないと解析結果として過大な変形が予想されるような場合は、2つの解析モデルに分けることが考えられます。1つ目のモデルは軸対象モデルとして円形の掘削断面の変形量を求めます。2つ目のモデルは周辺構造物を含んだ解析断面を平面ひずみモデルで設定し、先に求めた掘削部分の土留め壁の変位量を強制変位量として入力することで、平面ひずみモデルにライナープレートによる掘削の影響解析を行うことができます。
    
Q2−61. 材料プロパティの設定でROモデルなどでは平均有効応力を入力するようになっていますが、どのように決定して入力するのでしょうか、また役割はどのようなものでしょうか?
A2−61.
入力値の平均有効応力はσm’と表記され、添え字の意味は m:mean 中値を意味します。ダッシュは有効表示を意味します。
上載圧をσv’とすれば、静止土圧係数Koを掛けて水平土圧σh’が求まります。2次元解析では平面ひずみ問題として奥行きの変形は拘束されていますが、実は奥行き方向にも水平応力があります。
したがって次式で平均有効応力σm’は表現されます。

σm’=(σv’+σh’+σh’)/3=(σv’+2Ko・σv’)/3

ここでKo:静止土圧係数
静止土圧係数を0.5とすれば σm’=2/3σv’ となります。

σm’は、入力時に設定するので地層の代表的な深さにおける初期応力 (手計算)から設定してよいでしょう。
ちなみに、せん断弾性係数Gはひずみ依存性と拘束圧依存性があります。下記の式は拘束圧依存性を表す式です。

G=Go(σc’/σm’)^m ( 式の最後のm は指数を意味します)

一般にせん断弾性係数は、初期せん断弾性係数Goに対する平均有効応力をσm’とすると、深度に応じた拘束圧σc’(プログラム 内の計算値)によってせん断弾性係数が変わります。そのときの拘束圧依存性を表す指数がmで、砂質土の場合は一般に0.5を取ります。
    
Q2−62. モデルを修正するとエラーが発生しました。原因は何でしょうか。
A2−62.
モデル作成において修正したならば、必ずモデル作成の決定で自動ブロック化を実行してください。
すると要素の定義がすべて消えてしまいますが、再度、要素定義で材料プロパティを各ブロックに割り当てます。

要素定義をし修正した後に[メッシュ分割]-[確認]をせずに、そのまま解析実行するとエラーメッセージが表示されます。
[モデル作成] の段階で何らかの修正の手を加えたなら、「必ず」その後に続く[メッシュ分割]-[確認]をする必要があります。すなわちモデルやプロパティを定義しなお した状態でメッシュを切り直します。その後の境界条件は再入力する必要があります。
    
Q2−63. 粘性土層の場合ですが一軸の試験値を使用したいのですがE50をそのまま入力すれば良いのでしょうか。
それともαEoとなっていますのでE50にα=4を掛けてαEoで入力をするのでしょうか。
A2−63.
α=4をかけてください。

試験によって載荷している状態のひずみ状態(変形の大きさ)が異なります。
弾性波速度をもとに変形係数を推定する場合、土の変形は極めて小さいのでひずみは微小領域です。一方、室内試験の場合は実際に目に見えて土の供試 体が変形するのでひずみは大きい状態です。
土はひずみが大きいと変形係数が小さい(すなわち、少し荷重を加えるだけで大きく変形する)という性質があります。
そのひずみによる変形係数の違い、初期変形係数Eoと降伏の50%の状態で求めたE50との関係を調整する係数がαです。
本プログラムでは初期変形係数Eoを入力するので、Eo=αE50 とします。
なお、道路橋示方書には荷重条件(常時と地震時)で変えますが、本プログラムでは荷重条件で異なる値を入れず常時をもとにすればよいでしょう。
    
Q2−64. 非線型弾性モデル(Duncan方式)のRfとnはどのような入力とすれば良いか
A2−64.
Rfは強度を調整する係数で通常は1、nは拘束圧依存性を表す指数で0.5をとります。
    
Q2−65. Q2-63に一軸の試験値E50を使用する場合、GeoFEASでは初期変形係数Eoを入力するので、Eo=αE50(α=4)とします、とあります。
道路橋示方書に試験根拠でαの記載とあるように、孔内水平載荷についても一軸圧縮同様、標準貫入による推定換算と違い、測定試験からの値なので同様にα=4と考えてよいでしょうか?
A2−65.
孔内水平載荷試験による変形係数とN値との関係式は、
 E=700・N
です。孔内水平載荷試験結果と室内試験結果E50を同等みなしてよいでしょう。

GeoFEAS2Dでは、初期変形係数E0(ひずみの微小なレベル)を設定します。その場合は、以下のようになります。
   E0=2800・N

従って、ご質問の回答としては、α=4と考えてよいでしょう。
    
Q2−66. オートメッシュで分割したいが、モデル作成の時のどのような条件が必要となるか?
A2−66.
セミオートの場合は三角形あるいは四角形の閉図形でなければならないという条件がありますが、オートメッシュの場合は基本的には閉図形となっていれば分割可能です。
    
Q2−67. モデル作成後に自動ブロック化した際に,閉図形になっているのにブロック化されない箇所が出るがどうすれば良いか?
A2−67.
まずメッシュ分割モードがセミオートとなっているか、オートメッシュとなっているかご確認ください。
セミオートの場合、モデル作成の段階で三角形あるいは四角形の閉図形になっている必要があります。
メッシュ分割モードに問題がなければ、ブロック化されない箇所の節点を拡大してご確認ください。特に全体表示では閉図形に見えますが、拡大すると図形頂点の節点が僅かにずれていて閉図形となっていない場合があります。
[作成]タブ、サイドツールバーにございます「モデルの閉口チェック」にてモデルの状態のチェックすることが可能です。
モデルに閉図形となっていない箇所がある場合には、下記のダイアログが表示され該当のID点を確認頂けます。

以下のID点で線分が閉じていません。
平面ひずみ要素の設定で当該箇所がエラーとなります。
平面ひずみ要素を構成するIDを閉口させてください。
==================================================================
ID点[ *** ]
==================================================================
    
Q2−68. CADファイルをインポートした時、CAD上の原点がGeoFEASではずれてしまうがどうすればよいか?
A2−68.
CADファイル上のセンター(0,0)が、GeoFEAS2Dにインポートするとずれる場合は、インポート後に以下の手順で修正します。

(1) 原点とすべき節点を選択する
(2) 右クリックしてメニューを呼び出し「選択された節点を原点とする」を実行する。
(3) (1)で選択した節点が(0,0)となる

もし元のCADの原点位置に節点がない場合はGeoFEAS側で一旦その位置に節点を作成し、上記の手順で全体を移動した後で不要な節点を削除することで移動可能と考えられます。
    
Q2−69. 計算時にエラー(終了しない)となるが原因がわからない。土質パラメータなどには問題がないと思うが、どんな原因が考えられるか?
A2−69.
計算時のエラーについては様々な原因が考えられますが、ステージ設定や土質条件などに問題がない場合は、よくあるケースとしてモデル自体に問題がある場合があります。
例えば、データ作成後にモデル作成の「作成」でなんらかの修正をした場合は、必ず自動ブロック化をする必要がありますが、線分や点を修正した後、自動ブロック化せずに設定を進めて計算を実行すると予期せぬエラーが生じます。
    
Q2−70. オートメッシュで地上から突出したような梁要素を含んだメッシュが生成できない
A2−70.
当社が採用しているオートメッシュのライブラリは、閉図形から突出している線分については対応していません。
今後、対策を検討する可能性はありますが、今のところはセミオートでご対応いただくようお願いします。
    
Q2−71. 各ステージの荷重について、荷重の変化が無い場合はどのように入力すれば良いか?
A2−71.
本プログラムでは、前ステージと次ステージの差を増分として、荷重の変化(増分)をもとに解析します。
    
Q2−72. 境界条件について、一般的に「底面は固定あるいは水平ローラー、側面は鉛直ローラー」を設定すると思うが、何かもとになる基準はあるか?
また、底面については、何を根拠に固定か水平ローラーかを決めればよいか?
A2−72.
境界条件とは基準に記載されるものではなく解析理論からどのようなモデルを設定するかによります。
たとえば堤体の場合は横断面をモデルにするので、基盤面に相当するレベルでは変位はゼロとみなし境界条件を設定するので「固定」とします。横は、左右方向の変位が本体に影響がないほど離れているとみなせる位置に境界を設定し、鉛直方向は沈下や隆起を考慮するので鉛直ローラとします。
    
Q2−73. 液状化の計算において基盤面はモデルに組み込んだほうが良いか? また、組み込まなかった場合、沈下量に大きな影響はあるか?
A2−73.
基盤面は一般にN値がある程度の大きさ50以上あり、かつ層厚がある程度5m以上あるといった条件で決まります。
場所によっては基盤面が上記の条件で決まらない場合、基盤面までモデル化すると異常に深い設定になりかねません。対象とする構造物に対して5倍以上(たとえばトンネル径の5倍程度)取れば十分と考える場合もあります。いずれにせよ境界条件は、本体の変形と影響がないほど離れているか、基盤のようにそれ自体が変形しないような剛な地層に設定します。
    
Q2−74. 液状化の解析を行う上で、沈下量に大きく影響するものは何か? また、例えば、タイプTとタイプUであまり沈下量が変わらなかった場合、一般的に理由としては何が考えられるか?
A2−74.
液状化解析では、大きく影響する要因としてせん断剛性G、液状化に影響するN値そして設計水平震度があげられます。地形の形状も平坦であるか、堤体が異様に高く突出しているかによっても異なります。
沈下量が変わらない最大の理由は液状化する地盤ではないと考えられるためです。
    
Q2−75. 杭を梁要素ではなくソリッド要素でモデル化したいが、幅はどうすれば良いか?
A2−75.
ソリッド要素で杭を表現する場合、基礎幅で換算するとすれば弾性係数を固定として断面積から幅を算出するか、幅を杭径に固定しておいて弾性係数を換算することが考えられます。
関連:Q2-59
    
Q2−76. 弾性モデル([ソリッド要素]-[線形弾性モデル],[ソリッド要素]-[積層弾性モデル],[ジョイント要素]-[線形弾性モデル])のパラメータcとφは何に使用するのか
A2−76.
局所安全率の計算に使用します。
(局所安全率の算出のみに使用しますので、局所安全率の算出が必要ない場合、粘着力に大きな値を入力してください)
    
Q2−77. 岩盤を想定しているが弾性係数にα=4を考慮すべきか
A2−77.
岩盤は線形性が強いのでαのようなひずみ依存は不要と考えられます。
    
Q2−78. 液状化層の中間位置に水位線を設けた場合、自動的に水位以深と以浅で液状化層と非液状化層に分かれるのか?
それともモデル作成の段階で水位以深と以浅で要素を分ける必要があるか?
A2−78.
地下水位が地層の中間などにある場合は、必ず地下水位で地層を分けてモデル化して下さい。
特に、液状化層の中間に地下水位がある場合は、地下水位より下が「液状化層」、上は「非液状化層」というように、地盤の構成則を変更する必要がありますので、モデル作成時点で、両者を分けて下さい。
本プログラムでは、地下水位に関係なく(地下水位より上であっても)、「液状化層」と設定したソリッド要素は、液状化層とみなします。内部的に、地下水位より上と下で区別することは致しませんのでご注意下さい。
    
Q2−79. PZ-Sand及びPZ-Clayについて詳しく知りたいのですが、参考文献などを教えてください。
また、PZ-Clayとカムクレイにはどういった関係がありますでしょうか。
A2−79.
PZ-Sand、PZ-Clayは一般的な弾塑性モデルです。参考文献を以下に示します。
パラメーターの設定には通常の物理試験(粒度、密度等)のほか、三軸圧縮試験があるとよいでしょう。
(関連:Q2-2, ソリッド要素の材料パラメータの設定で「PZ-Sandモデル」はそれぞれ何を入力すればよいのか)
また、PZ-Clayの場合は圧密試験を行うとよいでしょう。
PZ-Clay はカムクレイモデルから派生したモデルです。

参考文献:
1) Pastor, M., Zienkiewicz, O. C., and Chan, A. H.: Generalized plasticity and the modeling of soil behaviour, International Journal
for Numerical and Analytical Methods In Geomechanics, Vol. 14, No. 3, pp. 151-190, 1990.
2) Zienkiewicz, O. C., Chan, A. H. C., Pastor, M., Schrefler, B. A., and Shiomi, T.: Computational Geomechanics with Special
Reference to Earthquake Engineering, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 1999.
    
Q2−80. あるデータで液状化時の解析条件において,地表面における設計水平震度を変更しても計算結果の変形量に全く変化が見られないのは何故か
A2−80.
液状化材料のパラメータ[G2:液状化時の回復せん断剛性]と[FL:液状化に対する抵抗率]が入力されている場合(ゼロとなっていない場合)、設計水平震度で計算せずに入力値で計算するので震度に何を入れても変わりません。
G2とFLをゼロにして内部計算とする必要があります。

なお、参考までにGeoFEAS2Dにおける液状化解析の場合と通常解析の場合設計水平震度(あるいは水平加速度)の取扱いは以下の通りです。

GeoFEAS2Dの中で、液状化解析の場合と通常解析の場合と設計水平震度(あるいは水平加速度)の取扱いが異なります。
液状化解析の場合は、道示に準拠して地表面からせん断応力分布を計算するために設計水平震度を用います。その地震時のせん断応力と液状化に対するせん断強度との比率がFLとなります。FLを計算するだけなので、荷重として水平力を算出して横に変形させるわけではありません。
「設計水平震度→FLの計算→G2の計算→自重による鉛直方向の変形」

一方、通常解析の場合は、応答震度法に相当する用い方となります。荷重として横方向に作用するので境界条件がフリーならば横方向に変形します。
「水平加速度→横方向への要素に作用する荷重→水平力による横方向の変形」
    
Q2−81. 地表面より上側に水位がある場合、地表面に沿って水位を入力するようになっているが(マニュアル+ヘルプ)、この場合地表面より上側の水の影響は考慮しなくてもいいのか?
(例えば分布荷重とか、上側荷重は液状化に影響すると思うが)
A2−81.
通常解析の場合と液状化解析の場合の水圧(水位)の設定により、考慮の仕方が異なることに原因があります。本プログラムの通常解析では「水圧」は荷重として計算されます。
一方、液状化解析は全応力解析を前提としており、画面上は同じですが「水位」の設定としてFLの計算をする際の有効応力を計算するのに使い、自重としては水圧(浮力)は考慮しません。
したがって液状化解析の場合に「水位」の設定はFL計算のためだけに用います。水圧として荷重を作用させるわけではないので地表面より上に設定しません。
    
Q2−82. 「柔構造樋門の設計」の本体縦方向の計算においてレベル2の検討を行う時、GeoFEAS2Dを使ってレベル2の沈下量・変位量をもとめたいのですが、
この時の土質定数(堤体等)は現地盤の定数でしょうか? 施工後の新盛土の定数でしょうか?
施工後の新盛土の定数であれば、函体下面を地盤改良する場合は、これも地盤改良の定数を用いるのでしょうか?
A2−82.
盛土施工後の定数です。地盤改良をする場合はそれを考慮した定数となります。
    
Q2−83. すべりや剥離を表現したいが、ジョイント要素を使えばよいか。それとも別の方法があるか。
A2−83.
GeoFEAS2Dのみならず一般に有限要素法を用いた弾塑性解析は、連続体の力学をもとにしているので不連続面の表現が不得手です。ジョイント要素は岩盤の亀裂を対象にして提案されたものです。しかし、必ずしも使う人の予測したとおりの解析結果となるかどうか難しい面があります。
ジョイント要素のかわりにソリッド要素の薄層を設け、薄層の材料プロパティとして弱いヤング率(桁を周囲の地盤プロパティよりも1桁もしくは2桁小さくしたヤング率)をダミーに入れると、擬似的に不連続やすべりのような表現が可能です。
    
Q2−84. 空洞があるようなメッシュを作成したいが計算に問題ないか。
(例えば、地中にあるトンネル内部を空洞にして要素定義などをしないようにしたい)
A2−84.
問題ありません。該当部分をブロック化せずにメッシュ分割を行ってください。
    
Q2−85. メッシュ分割をした後に、メッシュを直接編集できないか?
A2−85.
メッシュを直接編集することはできません。モデル作成に戻り、モデル編集後に再度分割をして頂くことになります。
    
Q2−86. ソリッド要素のプロパティ設定にてプロパティNoは設定した順番に作成されるが、並び替えることはできないか。また、削除はできないか。
A2−86.
登録済みのプロパティ番号を並び替えたり削除したりすることはできません。
ただし、未使用のプロパティにつきましては[ステージ設定]タブにある「未使用プロパティの削除」ボタンで削除することができます。
    
Q2−87. モデル作成でマウス操作でモデルを作成しているが、意図した位置に線分などが作図できない。
(点がグリッドの位置に補正されている?)
A2−87.
[モデル作成]タブの右側のメニューの一番上に「グリッドの設定」があります。
こちらの画面で「グリッドにスナップ」をOFFとして下さい。
    
Q2−88. 非線形解析として軟弱粘性土にMC/DPを与える場合、定数値の入力は変形係数のほか強度定数も必要としているが、この強度を増強させると地盤の変形値は変わるのか
A2−88.
本製品に組み込まれている弾塑性モデルMCDPは、応力の小さな状態では線形弾性としてフックの法則に従います。
いわば荷重が増加するだけ、比例してそのまま変形も増加します。強度定数は破壊規準を設定するために入力します。応力状態が大きな状態で破壊規準まで達すると「降伏状態」となり、それ以降は塑性状態として、あまり荷重が増加しなくとも変形が大きくなる状態となります。
ご質問は「強度定数を大きな値(強度増加)を入力すると変形はどのような傾向になるのか」というご主旨かと思いますが、破壊規準が高めとなるので、ある程度の大きな応力状態でも線形弾性として微小な変形にとどまります。そのため全体的な傾向としては変形は小さめな傾向になります。
    
Q2−89. せん断係数低減材料1と2の違いを教えて下さい
A2−89.
せん断剛性低減材料1は、初期せん断剛性G0と低減後のせん断剛性G1を入力で指定します。
せん断剛性低減材料2は、ヘルプにある式に基づき下部液状化層のFLによってせん断剛性G1を計算します。
せん断剛性低減材料2は既往の被災例をもとに経験式に当てはめる方法です。典型的な河川堤防のような台形ではなく堤体形状が不明瞭な場合は、経験式そのものが適用できるのかどうかという疑問点があります。堤体形状が不明瞭な場合の設定方法については、式の適用の問題となり、類似するような問題に対処する方法は既往研究成果には見かけません。
適用できるかどうか不明な場合は、せん断剛性低減材料1を使う、あるいは[線形]-[No-tension]を使うということをお薦めします。
    
Q2−90. 地盤内に地下水位を設定しても変位に変化が見られないが、なぜか。
なお、ステージ1を初期応力解析、ステージ2で盛土荷重を設定しています。
A2−90.
土を線形弾性として盛土荷重を与える場合には水位の影響がでません。

地下水位の影響は水圧荷重として考慮します。
土のモデルが線形弾性の場合は初期応力解析(ステージ1)で水圧荷重を考慮しているか、しないかで、その後の盛土荷重の影響に差異が生ずることはありません。
盛土荷重は増分として計算し、その増分荷重が比例的に変形を生じさせるので、両者に違いがありません。

地盤が弾塑性のように初期応力の値によって、ステージ2の盛土による増分荷重の影響が大きく違いを生じさせる場合があります。初期応力が、破壊基準線に近い応力状態であれば変形が大きくなります。その初期応力に水圧が影響します。

また、ステージ2で掘削する場合は解放応力を増分荷重として考慮するので、土を線形弾性にしても地下水位の影響が発生します。
    
Q2−91. 二次要素(中間節点有り)で計算したいが、どこで設定すればよいか
A2−91.
[メッシュ分割]-[定義]タブの右側のツールバーに「中間節点の指定」ボタンがありますので、そこから設定画面開いて設定して下さい。

関連 Q2-58
    
Q2−92. 補強土壁の補強材(ストリップ)を解析に組み込む場合において解析モデルはどれを選択すべきか?
A2−92.
補強材は構造部材となりますので棒要素か梁要素で表現するのが一般的となります。
    
Q2−93. ソリッド要素のプロパティ等の入力データは印刷できるのか?
A2−93.
解析条件の印刷機能はVer.3.2.0よりご利用いただけます。
メニューの「ファイル」-「印刷プレビュー」-「解析条件」-「プレビュー」からご選択ください。
    
Q2−94. コンクリート構造物のモデル化を行う際の材料パラメータ(変形係数、ポアソン比、C、φ)はどの程度の値を入力するのがが一般的といえるのか?
A2−94.
コンクリートは設計強度によって変形係数も変わりますので、コンクリート標準仕様書より適切な数値を 参照するのが良いと思われます。
    
Q2−95. 家屋荷重や一時的な重機荷重を想定した帯荷重や集中荷重のような荷重設定を行いたい
A2−95.
任意の分布荷重および集中荷重を設定をすることは可能です。
[ステージ設定]-[解析条件]タブより設定することができます。
    
Q2−96. サンプルファイルに[河川堤防の地震時変形解析]-[計算事例-01.GF2]というファイルがあるのですが、これは国土交通省の資料の再現したものでしょうか
A2−96.
堤防(土堤)の地震時変形解析計算例(平成19年5月25日版)を再現したものとなります。
[ステージ設定-解析条件]タブ[解析条件の設定]において、[地震動タイプ]を[レベル2のタイプU]としています。ほぼ等価な解析結果を得られているものと考えられます。
    
Q2−97. 2重節点を入力したい
A2−97.
2重節点の入力には対応しておりません。
対象の節点に対して近傍点を設けてその間をバネ要素で結ぶことで便宜的に設定いただくことは可能です。
    
Q2−98. 解析実行時の出力データをネットワーク上の場所を指定したいのだが、 「解析用入力・出力ファイルの保存フォルダが存在しません。」と表示される。
解析用ファイル設定のタブで、フォルダの「参照」をクリックしても、ネットワークが選択できない。
A2−98.
出力ファイルをネットワーク上にあるフォルダに保存したい場合は、予めネットワークドライブの割り当てを行う必要があります。
Windows 10/8.1/8/7 では、「コンピューター」または「PC」を開き画面上部のリボンより「ネットワーク ドライブの割り当て」から設定を行えます。
設定後、 [解析用ファイル設定]から参照ボタンを選択し、[ディレクトリの選択]-[ドライブ]より切り替えを行うことが出来ます。


 III.Post操作編(結果表示関連)

Q3−1.

絶対変位、相対変位とは?
A3−1. 絶対変位は、初期解析モデルに対して、どの程度変位したのかを表示します。
一方、相対変位は、指定された対象ステージから、どの程度変位したのか(差分)を表示します。
例えば、Stage1は初期応力解析用のステージとした場合に、このStage1の状態から、どの程度変位したのかを知りたい場合は、相対変位で、対象ステージをStage1とします。
数値確認においても、画面で指定した変位量が出力されます。
ただし、コンタ図は絶対変位のみの扱いになります。
    
Q3−2. 局所安全率とは何?
A3−2. 局所安全率とは、添付の式(5.2.50)に示されています。
簡単に言いますと、図5.2.4に示す破壊基準とモール円の離れ率のようなもので、破壊基準がモール円より大きく外側にあれば、問題なし(破壊余裕度が大)という判断になります。
通常は、地盤のゆるみの程度の評価に用います。安全率が1.0を下回るということは、その地盤が緩んでいるということを示唆します。

    
Q3−3. 1ステップ目の解析で鉛直変位が全くでない。
A3−3. 該当するステージで、解析条件画面の右列左下の「解析条件の設定」ボタンを押して、入力画面を開きますと、[□本ステージ追加節点の変位をゼロにする]という設定があります。本ステージにおいて、変位が発生するとお考えの場合はOFFにして下さい。
同画面の[ヘルプ]ボタンを押して表示されるヘルプの説明もご一読下さい。
    
Q3−4. せん断強度低減法を用いると通常の応力変形解析の場合と異なる局所安全率を表示するのはなぜか?
A3−4. せん断強度低減法を用いたときには、計算過程において安全率を設定して、いわば仮想的に物性値が減少した状態で解析します。ポスト部 で局所安全率の表示をする場合には、せん断強度低減法解析結果については参考にする程度であり、応力解析結果の方を選択すれば、入力 した本来の物性値に対する局所安全率を表示します。
    
Q3−5. 破壊接近度法の応力円はどのように定義されているのか?
A3−5. モールの応力円は、ガウス点ごとに応力σx、σyおよびτxyの数値を出力しますので、それらの成分を用いて描きます。
    
Q3−6. せん断強度低減法を用いた場合の変形がつぶれている。
A3−6. せん断強度低減法は、安全率を少しづつ下げて解析が発散する直前の安全率と最大せん断ひずみ増分を検出する方法であり、変形とし ては発散直前であるため本来の物性値を入れた値とは異なります。 変形計算としては、通常の解析結果を参照してください。
    
Q3−7. 「最大ひずみ増分」とは?
A3−7. 最大ひずみ増分はひずみの変化を意味しています。
ひずみの変化は、せん断強度を低減させている過程で発生し、モデルの中でどの部分が大きな変化を生じているかを見て「すべり線」を検出します。
    
Q3−8. 結果表示の「局所安全率」で、「応力解析結果」と「せん断強度低減法解析結果」の違いは?
A3−8. 局所安全率で2つのボタンがありますが、実質的な意味をもつのは「応力解析結果」です。
局所安全率は、入力した生の土質物性値に対する要素ごとの安全率ですから、モデルの中で不安定領域を判定するのに使用します。しかし、「せん断強度低減法」は全体安全率を1を初めとして仮想的に徐々に上げ最終的にすべりが発生する全体安全率を求める計算であり、派生的に求めた局所安全率は計算上の参考値にすぎません。
    
Q3−9. 「せん断強度低減有限要素法と従来の分割法から得られる安全率はほぼ一致することが分かっている」とはどういうことか?
A3−9. 両者ともモデルに発生する応力と強度との関係を表しています。
せん断強度低減法は有限要素法の弾塑性解析における破壊基準と解析上の応力状態で判定します。分割法は、すべり円を仮定してその面上における力の釣り合いから求めています。既往の研究から、両者はほぼ等しいとされています。
    
Q3−10. 解析後、「リストのインデックスが範囲を超えています」というメッセージが表示される
A3−10. 入力したモデルの中に一部空白あるいは材料プロパテイ設定がされていない要素(メッシュ)がある可能性があります。画面上で小さすぎ
て見分けがつかない要素が設定されている場合に発生します。
入力データファイルを弊社サポート窓口<ic@forum8.co.jo>までお送りください。
※データファイルをお送りいただく場合は、圧縮してメールに添付くださいますようよろしくお願いいたします。
    
Q3−11. 地盤変位がステージ1しか求まらない
A3−11. 新しくステージを追加して解析する場合、解析実行時に[全ステージ]を選び全て実行させてください。
    
Q3−12. 液状化解析の変形は相対変位でみるのか
A3−12. stage-1では、自重による変形を求めます。
stage-2で、液状化によるせん断剛性の低下をした状態の自重変形を求めます。
stage-3では、液状化後の体積圧縮による変形を求めます。
変形は必ず相対変位、たとえば最終stage-3とstage-1との間の相対変位を見ることで液状化による変形が求まります。
    
Q3−13. サンプルデータの「dodome.GF2」の解析結果で、数値出力結果の回転変位は何を示しているか
A3−13. GeoFEAS2D出力マニュアルp.3に説明がありますが、梁要素と連結されているソリッド要素について出力しています。ソリッド要素の自由度はX, Y方向の変位だけです。
梁要素の場合はそれらに加え回転角があります。梁要素の回転角は周辺の地盤を考慮して計算されます。梁要素の回転角とは、梁の始点i端と終点j端の変位差をその距離で割った値です。
梁理論で曲げモーメントによって発生する曲率のたわみ角を回転角ということもありますが、GeoFEAS2Dでは部材間の変位差を部材長で割った角度を回転角のことを回転変位としています。
回転の符号は時計回りに正です。
単位はラジアンです。
    
Q3−14. 断面力図の表示で曲げモーメント図と[値の確認]で出力する曲げモーメントの符号について教えて下さい
A3−14. 梁の曲げモーメントの定義は、梁を水平に置いて左を i端、右をj端としてi端で時計回りに回転する方向に正の方向です。スパン中央に集中荷重が下向きに作用するなら、i端では正の曲げモーメントが発生します。同一部材において j端で見るなら、釣り合う方向すなわち反時計回りに曲げモーメントが作用しますが、 j端で見ると反時計回りが正の方向です。この場合、必ず左手にi端から右手にj端を見て曲げモーメントの符号と回転する向きを整合させる必要があります。
    
Q3−15. 解析実行中に以下のメッセージが表示され収束しない
=========================
「各荷重ステージの細分割数を入力した値の25倍にしても、計算は収束しませんでした。
収束誤差を大きくするように調整いただくか、設定している地盤の全体安全率が1以下になっているかをご確認下さい。
=========================
A3−15. 弾塑性解析の場合は、ある部分で破壊規準で既定された応力以上が発生した場合には、塑性状態となり変形の増大と、周辺要素に超過応力を再配分します。周辺要素も負担できなくなると、収束しなくなります。
その場合は、収束誤差の許容値を緩める、材料プロパティを見直す、他の構成モデルに切り替えることなどが考えられます。
収束しにくい応力状態が発生するのは、盛土の法尻部などせん断応力が大きくなる部分なので、該当部分だけ材料プロパティを変更することも考えられます。
    
Q3−16. 地震時液状化解析で、レベル2地震時のタイプ1タイプ2の変位の結果が同じになる
A3−16. N値=0としている場合、液状化に対するせん断強度が震度にかかわらず0となります。安全率の計算で分子に相当する部分が0なので、
震度にかかわらずFL値としては極めて小さくなります。
その結果、液状化後のせん断剛性G1が低く設定され、せん断剛性を決めるグラフ上は震度の違いがなくなり、変形量が同じ結果となります。
    
Q3−17. せん断強度低減法の安全率について、全体安全率がFs≦1.0となるような物性値を与えると計算ができない?
A3−17. せん断強度低減法では、土の構成モデルとして弾塑性モデルを使用します。せん断強度低減法は、土の強度を変化させて繰り返し弾塑性解析を行い、収束もしくは発散を判定条件に最大せん断ひずみ増分と全体安全率を計算します。せん断強度低減法では、まず低減係数Fで土の強度を割って低減させて、弾塑性解析を行い収束状況を確認します。収束するなら更に低減係数Fを大きくすることで強度を低減させてにおいて繰り返し計算し、最終的に発散する時の低減係数 F を全体安全率 Fs とします。

 計算に用いる粘着力        Cf  = C / F                 (ここで、C:入力の粘着力)
 計算に用いる内部摩擦角 Φf = tan-1(tanΦ / F)   (ここで、Φ:入力の内部摩擦角)

弾塑性解析の性質上、初期応力(応力経路の開始点)を必要としています。初期応力解析を弾塑性解析で実施する際に最初から全体安全率がFs≦1.0となるような物性値を与えると計算ができません。弾塑性解析では、強度の上限値以上のせん断力が発生するように荷重(自重や地震力等)を入力すると、解は求まりません。物性値を変えない限り、それ以上の荷重に耐えられないことを意味します。したがって初期応力解析から弾塑性の物性値を用いて、何ら物性値の変更なしにせん断強度低減法を適用すると計算はできません。
そこで、解析を2段階すなわち2つのステージに分けて実行します。最初のステージで初期応力を ”線形弾性” の物性値にして計算しておいてから、次のステージで物性値を弾塑性の設定に切り替え、せん断強度低減法を適用することで、全体安全率がFs≦1.0となるような物性値について計算することが可能です。
    
Q3−18. ライナープレートの剛性を換算する方法を教えてほしい
A3−18. ライナープレートと換算する断面積を一致させ、換算断面の肉厚を求めます。換算断面の肉厚から断面2次を求め、ライナープレートの曲げ剛性EIと一致させるようにヤング率を変えます。ライナープレートの断面をソリッド要素で表現すると、断面諸元(断面積、断面二次モーメント I )はメッシュを作成するときの要素の幅で厚さが決まります。材料プロパティとしてヤング係数 E とポアソン比を入力します。曲げ剛性EIを等しくするという考え方は、ライナープレートは断面2次が大きいので、鋼板(メッシュの厚さを持つ)として入力したのでは剛性が低く評価されます。そこでライナープレートの断面2次の倍率をヤング係数に掛けてあげることで、曲げ剛性EIの値を一致させる考え方です。
    
Q3−19. postprocessorの解析結果、液状化時の液状化安全率FLをクリックすると
「本ステージは液状化時ではありません」
と表示されFL値が表示されない
A3−19. FL値の分布を表示したい場合は、[Stageの選択]でプルダウンから載荷ステージ2を選びます。
コンター図か分布図(要素ごと)の[液状化安全率(FL)]を選択すれば表示します。液状化している部分の表示を暖色系にしたい場合は、
[凡例の変更]で色の「反転表示する」にチェックを入れます。
    
Q3−20. 液状化後の体積圧縮による沈下量について、ヘルプの『液状化層の体積ひずみとFL,換算N値N1の関係」より体積ひずみを求める』の出典は?
A3−20.
"EVALUATION OF SETTLEMENTS IN SAND DEPOSITS FOLLOWING LIQUEFACTION DURING EARTHQUAKES", Ishihara,K., Yoshimine,M., SOILS AND FOUNDATIONS Vol.32,No.1, pp.173-188, Mar.1992

の文献にあるFig.10が該当のグラフです。
    
Q3−21. X方向の変位量、Y方向の変位量の+、-の符号の向きは?
A3−21.
変位量は全体座標系で表示されます。
GeoFEAS2Dのポスト処理では右側に向かう方が正です。
横軸にX軸とし、右手に向かって+
縦軸にY軸を取り、上に向かって+とします。したがって正方向は隆起量、負方向は沈下量となります。

    
Q3−22. 液状化解析後をした結果、Post部で液状化安全率(FL)のコンタ図が地表面付近で波状となっているが何故か?
A3−22.
FL表示に地表面付近で波状となるのは、コンタ表示をするポスト処理の過程で地表面付近ではなだらかなグラディエーションがうまくいかないことがあるためです。大変申し訳ありませんが、[分布図]にも液状化抵抗率を表示する機能があります。こちらはグラディエーションをかけず要素ごとの色分けとなりますので波状の表示を回避できます。

    
Q3−23. 液状化解析を行った時、N値が極端に小さい液状化対象層の変位が甚だ大きくなる(見た目が不自然な変形となる)場合があるが理論的にあり得る現象なのか。
また、条件によりあり得る現象ならばそうしたときこれを避けるための設定方法はあるか。
A3−23.
N値が低いと液状化FL値が小さくなります。FL値と拘束圧(地中応力)によってせん断剛性Gを求めるのが、河川構造物耐震性能指針に示された理論です。FL値が小さく、かつ拘束圧が小さいと非常に小さな液状化時のせん断剛性G1となり、不自然な変形(例えば、メッシュが巻き込む形になるような変形)も発生します。
プログラムは理論どおりの解析となりますが、上記のように現実的ではない変形となる場合があり、このような変形を回避する方法は指針にも示されていません。

液状化はある程度の進行すると、それ以上は剛性が低下するのではなく剛性が再び増加する(大きくなる)という現象があります(サイクリックモビリティ)。それを表現する値としては以下の2項目です。入力値として仮定して解析をお試しください。

[γL(%)]
 微小抵抗限界せん断ひずみ(単位:%)を入力してください。0.0を入力した場合は、プログラム内部で自動計算します。
[G2:液状化時の回復せん断剛性(仮数部)]
 液状化時の回復せん断剛性を入力してください。0.0を入力した場合は、プログラム内部で自動計算します。

    
Q3−24. Q2-42に、「非液状化層の最下端に引張応力が発生しないような試行錯誤を行う必要がある」とあるが、引張応力が発生しているかどうかをチェックできるような出力方法があれば教えてほしい。
A3−24.
ポストプロセッサーで[コンタ図]-[X方向応力]をステージ3(液状化後)を選択して表示します。わかりやすいように凡例を絶対値の最大値に正負を設定します。たとえば-2.33E01 〜 +7.24E02 の範囲を50分割するとなっていたら変更して、 -7.24E02 〜 +7.24E02 の範囲を2分割すると、マイナスの領域が浮き彫りになります。応力はマイナスを引張と定義しているので、X方向の応力が引張部分を表示したことになります。
この場合、液状化層の上にある層が水平方向(X方向に)引張応力があるどうかを確認しています。液状化層が水平方向に押しつぶした変形をするので、その上にある盛土層は水平方向の応力を確認するためです。

    
Q3−25. 強制変位を設定したが、解析結果を見ると、与えた強制変位が一致しないのは何故か?
強制変位と結果の変位は一致するはずでは?
A3−25.
お考えの通り、例えばある節点に強制変位のみが与えられている場合、その節点における強制変位量と結果の変位は一致します。
例えば「Stage1:自重」と「Stage2:強制変位」の2ステージ設定した場合、強制変位はステージ2で与えておりますので、結果はステージ2のみの変位を見る必要があります。
(絶対変位ですとステージ1での自重変形が含まれてしまいますので、ステージ1との相対変位を見る必要があります)
一致しない場合は、上記のように強制変位を与えたステージのみの変位を見ているかご確認ください。

    
Q3−26. 解析結果で安全率1を示す領域はどう解釈すればよいか
A3−26.
地盤の緩みと考えていいでしょう。
安全率1の分布が連続的にすべり線を形成する場合は、破壊の恐れがあります。
一部だけの場合は地盤の緩みと考えます。

    
Q3−27. ひずみがマイナスの場合はどう解釈すれば良いか
A3−27.
ひずみのプラスは「圧縮」、マイナスは「引張」を表しております。

    
Q3−28. 変位図とひずみ図の相違なのですが、Y方向変位図とY方向ひずみ図の違いは、GLに対する相対的な変化量を示すのと個々のメッシュ内の変化量の割合示すのとの違いである、という解釈でいいでしょうか。
A3−28.
図の解釈はその通りです。
変位図は節点の移動を表します。初期の位置からどれだけ各節点が変位したかを示します。
ひずみはメッシュ(要素)内の変化率を示しています。割合で表すので長さに対する変位を表します。

    
Q3−29. 解析実行を行ったところ「弾塑性解析データファイル(*.sta)のデータカード~に誤りがあります。データをご確認下さい。」とのメッセージがでた
A3−29.
プロパティ設定の名称等に空白やカンマ、スラッシュなどが含まれていないかどうかをご確認下さい。
それら文字が含まれていますと、計算時に区切りと判断されてしまうためエラーとなります。
本不具合はVer.3.1.2以降では入力確定時にチェックをするように改善しておりますので、Ver.3.1.1以前で作成されたデータを解析する際には、改めて名称等をご確認いただくようお願いします。
    
Q3−30. 貯水池の変形解析において対象の構造物築堤後に湛水させると地盤が膨張するような変形となった。
Y方向の応力が低減されているような結果となるのはなぜか?
A3−30.
本プログラムでは、水の影響を水圧荷重として考慮します。
たとえば1mの深さで土の単位体積重量が20kN/m3であれば、上載圧は20kN/m2です。
水圧荷重は、等方等圧にかかりますが上載圧だけに着目するならば、地表面に水位があると仮定すれば1mの水圧がかかることになります。
単純に水の単位体積重量を10kN/m3とすれば、水圧荷重がかかると10kN/m2となります。
水圧荷重なし 20kN/m2 →水圧荷重あり 10kN/m2となります。
水圧荷重がかかると応力が減少するようになります。応力が減少すると、リバンドすなわち当初は大きな荷重があった土の要素が荷重がなくなる(除荷)と収縮していたものが膨潤するような変形となります。
    
Q3−31. 解析結果の変形図で表示される線分は梁の変形を表しているのでしょうか。それとも梁の変形とは無関係な線分を表しているのでしょうか。
A3−31.
梁の変形を表しています。
ただし節点位置の変位量を計算で求めているので、節点と節点の間は繋いだ線が変形図として表現されます。
    
Q3−32. 液状化解析後のFL値が他の液状化判定プログラムで計算した値と大きく異なる場合があるがなぜか
A3−32.
FL値を検算する場合、上載圧の計算がFEMと異なる場合があります。
FEMでどのような平均値を計算するかをご確認ください。また、検算する場合はモデルを単純化するのがよいでしょう。




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