地震時の岩盤斜面の安定性

地震時の斜面安定性に関する数値解析を扱った文献３つです。
要約と結論以外は飛ばし読み、機械翻訳ベースです。

いずれも中国の方、Itasca社の製品を使われています。流行りですかね？**************************************

Study on Dynamic Response of Rock Slope With Inverse Non-Persistent Joints Under Earthquake

受け盤斜面の地震応答に対し、節理の傾斜角、節理間隔、節理が途切れている距離が与える影響を数値実験で検討した。使用ソフトはUDEC（2D）。

検討の結果、節理が斜面の動的応答に大きな影響を与えることが示された。節理の傾斜角が大きくなるか節理間隔が減少すると、斜面上のPGA増幅係数が増加。影響範囲は主に斜面の中央から肩に集中。
水平方向では、節理の傾斜角の増加と節理が途切れている距離&節理間隔の減少に伴ってPGA増幅係数が増加。
垂直方向では、PGA増幅係数曲線は最初に増加し、次に減少し、その後、標高の変化とともに増加。
応答は節理が密に発達した斜面で大きくなる。

Dynamic Analysis of the Seismo-Dynamic Response of Anti-Dip Bedding Rock Slopes Using a Three-Dimensional Discrete-Element Method

受け盤斜面の地震時おける動的応答解析。使用ソフトは3DEC。

【増幅率】
一般的に2次元解析では、標高が増加するにつれて増幅率は単調に増加する。しかし、3次元動的解析では、その「標高効果」を示さなかった（最大値は斜面の中央部と上部に表示された）。
同様に、斜面の表面近くで大きな増幅率を示す「表面効果」は、3次元条件下では現れなかった。
全体として、プロファイル1、2、および3に沿った3方向加速度は単調に増加しない。代わりに、最初に値を増やす(減少させる)パターンがあり、その後に値を減少(増加)させるパターンが見られた。

【周波数】
斜面上部ほど低周波は増幅され、高周波は低減される。支配的な周波数は減少する傾向がある。

【破壊】
斜面の下部で斜面が崩壊し始め、上部に進行する。破壊面は階段状であり、トップリングの特性を示している。斜面と節理の角度が大きくなると、破壊面の深さが大きくなり、斜面の不安定部分の範囲が広くなり、変位が増加。
Newmark 法は、一方向の地震波の作用のみを考慮しており(つまり、この方法は平面問題にのみ役立つ）、動的解析の変位結果よりもはるかに小さくなる。

Numerical analysis of evaluation methods and influencing factors for dynamic stability of bedding rock slope

流れ盤斜面の安定性評価方法と影響要因について検討。FLAC3Dを使用。

【安定性】
水平震度を加算する擬似静的法で計算された安全率は、他の解析方法で得られた値よりも大。
斜面高さの増加と地層の厚さの減少に伴って斜面の安定性が低下。ただし、これら2つのパラメータの影響には臨界値がある。本論文の斜面の例では、斜面の高さが200 mに達し、地層の厚さが10 mに達すると、斜面の安定性の低下は明らかではなくなる。
地層傾斜は、堆積性斜面の動的安定性に直接的かつ重要な影響を及ぼす。理論的および数値計算結果によると、斜面の安定性は斜面角度の増加とともに継続的に低下する。ただし、降下速度は、斜面角度の増加とともに大幅に低下。この論文のモデル勾配では、角度が55°に達すると斜面安定性の低下は明瞭でなくなる。

【破壊】
主に斜面の堆積面に沿って破壊が発生。

【周波数】
入力周波数が斜面の固有振動数に近いと、動的安定性が悪化。
安全率は1Hzから3Hzへの周波数の増加とともに増加。増加率は比較的遅い。3Hz〜10Hzの範囲内では安全率は直線的に増加し、10Hz〜15Hz以内で上昇傾向は徐々に緩やかになる。斜面の動的安定性は、動的負荷の中低周波部分の影響を大きく受けるが、高周波部分の影響をあまり受けない。