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擁壁の設計 Ver.13
片持梁式、U型、もたれ式、重力式、任意形状擁壁の設計・図面作成プログラム

最新版製品価格 ●リリース 2013年4月
UC-1/道路土工シリーズ

 擁壁の設計セミナー CPD
●開催日 :2013年5月23日(木) 9:30〜16:30
●本会場 : フォーラムエイト東京本社GTタワーセミナールーム
 ※TV会議システムにて 東京・大阪・名古屋・福岡・仙台・札幌にて同時開催
●参加費 : 1名様 \18,000 (税別)

 はじめに
「擁壁の設計Ver.13」では、主に次の項目に対応しました。
  • 全体安定検討(Advancedのみ)
  • 衝突荷重時の選択入力
  • クーロン土圧の載荷荷重に傾斜を考慮
  • 「地盤改良の設計計算」連携

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図1 土質ブロック図
 全体安定検討(円弧すべり)
軟弱な土層を含んだ地盤のすべり破壊に対する安定性の検討として、背面盛土及び基礎地盤を含む全体としての安定性を、円弧すべり法によって照査します。

また、基礎端部(かかと版下端位置)を円弧すべりのマストカットポイントとして設定することで、基礎端部を通るすべりの安定性についても検討することが出来ます。

■図2 円弧すべり

円弧すべり法の計算式は、次の適用基準に対応しています。

  • 道路土工 切土工・斜面安定工指針
  • 道路土工 盛土工指針
  • 道路土工 軟弱地盤対策工指針

道路土工 盛土工指針を選択した場合は、設計基準にて規定されている土木構造物(または自然斜面)の種類を「道路盛土」,「切土工・地すべり」より選択出来ます。

本プログラムでは、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。格子位置の入力は、絶対座標,相対座標のどちらでも入力可能です。計画安全率は、選択基準ごとにあらかじめ値を設定しておき、基準選択時に初期化することができます。もちろん、値を直接入力することも可能です。土質ブロックは、埋戻土,裏込土と基礎地盤のそれぞれで、土質物性値の等しい土の範囲毎に土質ブロックを設定し照査を行うことが可能です。土質ブロックの初期値は、入力された躯体形状や土砂形状、前面土砂高より自動的に設定することが出来ます。

また、照査対象とするすべり面の最小の幅を指定することも出来ます。この機能により、安全率の照査に値しないような表層のみを切る浅いすべりを照査対象から除外することが可能です。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図3 土質ブロック入力画面 ■図4 全体安定基本条件入力画面

円弧すべりの計算では、すべり円中心が格子範囲内にある不特定多数のすべりに対する臨界面(最小安全率)の計算を縦横メッシュの格子上で行ない、その中で、最小安全率となるすべり円を抽出する処理としています。

破壊基準は、土質強度定数の表示形式により、有効応力法、全応力法、水面下でφ=0とする(φu=0法)より選択できます。破壊基準とは、土のせん断強さの採り方により「有効応力法」及び「全応力法」とに区分して、対応する土質試験に応じた強度定数c−φの制御を行なうものです。

土のせん断強さは、斜面内の土が排水状態にあるか、あるいは非排水状態にあるかに依存して異なった強度表示をします。「全応力法」では、せん断開始前の有効応力 σo´の関数としてせん断力τを表示するのに対し、「有効応力法」では破壊時の有効応力σf´の関数としてせん断力τを表示します。

水の状態として、空虚時,施工直後,部分水中時,定常浸透時より湛水条件を選択することが出来ます。部分水中時や定常浸透状態時を検討する場合は、現在水位を水位線として設定することが出来ます。計算対象範囲内に潜っていない部分は自由水面、潜っている部分は浸潤面として扱います。自由水面部は水平でなければ指定できませんが、浸潤面部は折れ線(オーバーハングは除く)でも指定することができます。

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■図5 水位線入力画面

また、円弧すべりの計算結果の確認方法として、分割片情報とともに表示する詳細表示画面と、全体安定の検討の結果をすばやく表示確認できる簡易表示画面の2種類の画面を用意しました。

結果詳細計算書では、円弧すべり臨界面の状態図や、計算式のガイド図を表示し、視覚的に結果を確認できます。
全体安定の検討用に入力された情報を元に、弊社製品「斜面の安定計算」用の入力データファイル(*.f8m)を保存することができます。

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■図6 簡易表示 ■図7 詳細表示 ■図8 結果詳細計算書

また、入力した地形データ(地表面、盛土層における座標データ)を弊社製品「GeoFEAS2D」で読み込み可能な、地盤解析用地形データファイル(*.GF1)として保存することが出来ます。
 クーロン土圧の載荷荷重に傾斜を考慮
土圧式がクーロン式(物部・岡部式、修正物部・岡部式)の場合に、載荷荷重に傾斜を考慮できるようになりました。

■図9 クーロン土圧の載荷荷重傾斜考慮
 衝突荷重時の選択入力
擁壁の頂部に設置する車両用防護柵に車両が衝突した際に作用する衝突荷重を考慮する場合、これまではその荷重と作用高は直接値を設定する必要がありました。

Ver.13より、衝突荷重の選択入力に対応し、防護柵の形式や種別、衝突荷重の種別を選択するだけで、自動的に値を設定できるようになりました。

その際に設定される値は、防護柵の種別ごとに、あらかじめ基準値画面にて設定しておくことが出来ます。

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■図10 衝突荷重入力画面 ■図11 衝突荷重基準値
 「地盤改良の設計計算」連携
入力された躯体形状や荷重条件,また計算実行後の作用力の集計結果を元に、弊社製品「地盤改良の設計計算」との連携に用いるファイル(*.XPR)を保存出来ます。
 おわりに
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。
(Up&Coming '13 春の号掲載)
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