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●リリース 2012年8月27日
UC-1道路土工シリーズ |
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「補強土壁の設計計算Ver.2」では、新たな工法として、ジオテキスタイル工法による設計に対応しました。
■図1 メイン画面
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ジオテキスタイル工法は、ジオグリッド，ジオネット，織布，不織布などの面（網）状補強材と盛土材との摩擦力による引抜抵抗力及びインターロッキング効果により土留効果を発揮させる工法です。
ジオテキスタイル工法の設計では、テールアルメ工法などの一般的な補強土壁工法と同様に、内的安定，外的安定，全体安定の検討を行います。
内的安定の検討では、補強材の配置を決定するための検討として、ジオテキスタイルの敷設位置や敷設長，壁面工の安定性の検討を行います。外的安定の検討では、補強領域を仮想的な擁壁として、一般的なコンクリート擁壁のように転倒，滑動，支持力に対する安定性の検討を行います。
本プログラムでは、これら全ての照査について、常時ケース及び地震時ケースで検討することが可能です。
また、全体安定の検討では、円弧すべり法による、ジオテキスタイルの補強効果を考慮した、地盤全体のすべり破壊の検討を行います。
■図2 基本条件画面
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内的安定検討では、想定される設計荷重に対して設計安全率を満足するのに必要となるジオテキスタイルの引張力を求め、この必要引張力が十分に発揮できるような、ジオテキスタイルの引張強さ、敷設間隔、敷設長さを決定します。
本プログラムでは円弧すべり法を用いて、ジオテキスタイルの必要引張力の合計を算定します。また、その際の円弧すべり法の設定として、円弧中心の格子範囲、すべり円の刻み幅等々詳細な設定を行うことができます。土質ブロックは、設定された断面寸法より必要引張力の算出範囲を自動的に設定します。ブロック座標は、直接指定することも可能です。
■図3 必要引張力が最大となる円弧
補強部材であるジオテキスタイルの設定には、予め設定しておいたジオテキスタイルの種類を選択することにより、製品基準強度や各種材料安全率を自動的に設定することが出来ます。もちろん、これらの材料諸値は直接入力することも可能です。
■図4 部材材料画面 |
■図5 内的安定検討結果 |
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本プログラムでは、ジオテキスタイルの敷設位置，敷設長さを自動的に決定することもできます。
■図6 敷設位置画面
敷設位置の自動決定では、盛土工事においてあらかじめ設定される締固め層厚を最小単位とし、壁面材高さ，最小土被り，最大敷設間隔を元に、最も敷設段数が少なくなる配置を設定します。その際、配置位置を決定する順番として、上から配置するか下から配置するかを指定できます。また、敷設できる盛土天端からの最大深さ距離hiの考慮有無を指定することもできます。
■図7 盛土天端からの間隔毎の最大深さ
ジオテキスタイルの敷設長は、必要引張力が最大となる円弧すべり線から壁面までの水平距離と、ジオテキスタイルの引き抜けが生じない必要定着長を合わせた長さとなります。本プログラムでは、敷設位置と同様に、この敷設長も自動的に算出することができます。
また、ジオテキスタイルの敷設長は、補強土壁の一体化と施工性の観点から、各段同一長さとすることを原則としますが、安定した自然地山に近接して補強土壁を設置するような場合には、部分的に不同長となる敷設配置を検討してよいものとされています。
本プログラムでは、地山面を設定することで、その形状にあわせた敷設位置、敷設長を自動的に設定します。
■図8 地山に接する場合の仮想的な擁壁
もちろんこれらの敷設位置や敷設長は、段数も含めて、直接指定することもできます。直接指定する場合には、全段まとめて同一の長さを設定することもできますし、プログラムによる自動決定後に、一部の長さや敷設位置を変更することも可能です。
また、本プログラムではいつでも敷設位置や仮想擁壁形状を確認できるように、入力しながら内的安定の検討を実行する機能を用意しています。
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外的安定の検討では、内的安定の検討によって決定されたジオテキスタイルの敷設領域を仮想的な擁壁とみなし、背面より作用する土圧に対して、あたかも通常の擁壁と同様な挙動を示すものと仮定して、一般的なコンクリート擁壁と同様の安定照査を行い補強土壁の安定性を検証します。
安定照査では、仮想擁壁の自重と仮想擁壁背面に作用する土圧を外力として集計します。土圧に関しては、試行くさび法により適切に評価します。本プログラムでは、通常の盛土部土圧の他に切土部土圧での計算にも対応しています。また、粘着力や自立高さによる土圧の低減も評価することも可能です。
支持力に対する検討では、一般的なコンクリート擁壁と同様に基礎地盤の支持力の検討を行います。また、支持に対する検討時に、偏心を無視するかを選択することも出来ます。無視した場合は、荷重偏心を考慮しないため、地盤反力が等分布するものとして計算します。
■図9 外的安定検討結果
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全体安定の検討では、円弧すべり法によって、補強領域の一部または全体をとおるすべり線および基礎地盤を含む補強領域の外側を通るジオテキスタイルと交差しないすべり線に対する安定性の検討を行います。
本プログラムでは、内的安定時の必要引張力の算定時やテールアルメ工法での設計時と同様に、円弧中心の格子範囲、すべり円の刻み幅等々詳細な設定を行うことができます。またVer.2では格子設定の入力方法を見直し、格子位置の入力を、絶対座標，相対座標のどちらでも入力できるようになりました。
またVer.2より、計算確認において全体安定(簡易)を表示できるようにしました。
これまでは全体安定の結果を表示する場合、必ず分割片情報とともに表示する必要があり、また表示の都度再計算を行う必要があるため、表示に時間を要する場合がありました。Ver.2では全体安定の簡易表示を用意しましたので、全体安定の検討の結果をすばやく表示確認できるようになりました。
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| ■図10 円弧すべり |
■図11 全体安定の検討（簡易表示） |
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| 以上、プログラムの概略を紹介させていただきました。今後も皆様からのご要望を取り入れて、改良・改善を加えていきますので、どうぞご期待ください。 |
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