Download - 株式会社フジタ 池内正明 - engineering-eye...Soil Plus について ①GEORAMAを用いれば複雑な地層もモデル化が容易 ②様々なアウトプット機能により見栄え良く結果を整理
株式会社フジタ池内 正明
~ 解析事例紹介 ~
■ 工 事 概 要
最初沈殿池
40m反応槽 最終沈殿池
60m 60m
17.4
m
主な施工数量主な施工数量
・コンクリート V=34,639m3
・鉄筋 W= 3,236t
・杭基礎工(SC・PHC杭 L=12~38m)N= 824本
・SMW連続壁 A=13,800m2
・土留め支保工 W= 4,108t
・土工 V=97,050m3
33m
63m
■ 施工上の問題点
・最大掘削深さ17.4mに対し,盤ぶくれの危険性が高い
・DWによる地下水位低下工法が計画されているが
①地層構成が非常に複雑である
②DW配置が簡易な井戸公式で設計されている
・周辺には水産加工業者など,井戸利用が多い
解析によるシュミレーションが必要!!!
■ 解 析 目 的
・盤ぶくれに対する安全性の検討(DWの効果確認)
・DW配置の再計画(打設位置・本数)
・地下水汲み上げ時の周辺への影響検討
・複雑な地層構成を考慮する必要がある
・特に打設位置の検討では地層条件による影響が重要
■ 解 析 概 要
解析種別 :3次元FEM浸透流解析
使用ソフト:Soil Plus 2008
解析領域 :横断方向⇒200m
縦断方向⇒400m
地層条件 :既往の地層推定断面図を適用する
解析手順 :①GEORAMAによるモデル化(地層条件)
②実施工のシュミレーション(過去)
③透水係数の見直し
④今後の計画(盤ぶくれに対する照査)
⑥境界面の推定(詳細部については手入力も必要?!)
⑤境界テーブルの入力(優先度の定義)
④各鉛直断面における地層境界線の定義
③鉛直断面の断面位置を定義
②地質テーブルの入力
①解析領域の定義
■ GEORAMA による地層のモデル化
■ GEORAMA による地層のモデル化
①解析領域の定義
②地質テーブルの入力
③鉛直断面の断面位置を定義
④各鉛直断面における地層境界線の定義
⑤境界テーブルの入力(優先度の定義)
⑥境界面の推定(詳細部については手入力も必要?!)
⑦ソリッドに変換(Auto)
⑧平面メッシュ・鉛直分割ピッチを定義
⑨ボクセルメッシュを作成(Auto)
⑩Soil Plusデータに変換
■ GEORAMA による地層のモデル化
■ Soil Plus によるモデル化
・土質条件(透水係数ほか)
■ Soil Plus によるモデル化
・仮設土留め壁およびディープウェル
■ Soil Plus によるモデル化
・境界条件
水頭固定
■ Soil Plus によるモデル化(実施工シュミレーション)
・解析Step
■ 解 析 結 果 (実施工シュミレーション)
時間~流量
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
時間 t(日)
流量 Q(m3/day)
揚水量実測データ
透水係数 100%
透水係数 90%
透水係数 80%
透水係数 70%
透水係数 60%
透水係数 50%
透水係数 20%
透水係数 10%
時間~圧力水頭(間隙水圧計測位置=DL-19.50m,節点位置=DL-19.60m)
-5.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
時間 t(日)
圧力水頭 p(m)
間隙水圧計実測データ
透水係数 100%
透水係数 90%
透水係数 80%
透水係数 70%
透水係数 60%
透水係数 50%
透水係数 20%
透水係数 10%
時間~圧力水頭(間隙水圧計測位置=DL-30.97m,節点位置=DL-31.00m)
25.0
27.5
30.0
32.5
35.0
37.5
40.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
時間 t(日)
圧力水頭 p(m)
間隙水圧計実測データ
透水係数 100%
透水係数 90%
透水係数 80%
透水係数 70%
透水係数 60%
透水係数 50%
透水係数 20%
透水係数 10%
■ 解 析 結 果 (実施工シュミレーション)
・間隙水圧計測結果と値が異なるのは計測方法の不備
・間隙水圧計測結果の傾向との相関性は非常に高い
■ 解 析 結 果 (実施工シュミレーション)
・揚水量の比較結果から,透水係数20%程度が妥当
時間~流量
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
時間 t(日)
流量 Q(m3/day)
揚水量実測データ
透水係数 100%
透水係数 90%
透水係数 80%
透水係数 70%
透水係数 60%
透水係数 50%
透水係数 20%
透水係数 10%
時間~圧力水頭(間隙水圧計測位置=DL-19.50m,節点位置=DL-19.60m)
-5.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
時間 t(日)
圧力水頭 p(m)
間隙水圧計実測データ
透水係数 100%
透水係数 90%
透水係数 80%
透水係数 70%
透水係数 60%
透水係数 50%
透水係数 20%
透水係数 10%
時間~圧力水頭(間隙水圧計測位置=DL-30.97m,節点位置=DL-31.00m)
25.0
27.5
30.0
32.5
35.0
37.5
40.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
時間 t(日)
圧力水頭 p(m)
間隙水圧計実測データ
透水係数 100%
透水係数 90%
透水係数 80%
透水係数 70%
透水係数 60%
透水係数 50%
透水係数 20%
透水係数 10%・以降の解析では透水係数を20%に低減する
・以下の2ケースで盤ぶくれに対して検討する
CASE-1:DW-No.2,4の2本稼動
CASE-2:DW-No.2,3,4の3本稼動
■ 解 析 結 果 (対策工シュミレーション)
■ 解 析 結 果 (対策工シュミレーション)CASE-1 t=10日
CASE-1 t=100日 CASE-2 t=100日
CASE-2 t=10日
■ 盤ぶくれに対する検討
・一般的には土砂重量と揚圧力のバランスで評価
・不透水層層厚が場所により異なる
・揚圧力が場所により異なる評価が困難!!!
どうするか???
■ 盤ぶくれに対する検討
①不透水層下面全節点の圧力水頭を解析結果から抽出
⇒節点のグループ化,解析結果テーブルの活用
②各節点のZ座標より,掘削底面までの土被り厚を算出
⇒節点テーブル,エクセル関数の活用
③各節点上の地層構成を考慮して土砂重量を算出
⇒節点テーブル,グループ化,エクセルマクロの活用
④各節点について土砂重量と圧力水頭から安全率を算出
⇒エクセルによる計算
⑤各節点のXY座標より平面的な安全率分布を求める
⇒エクセルマクロの活用
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=0日 CASE-2 DW⇒3本 t=0日
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=1日 CASE-2 DW⇒3本 t=1日
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=3日 CASE-2 DW⇒3本 t=3日
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=5日 CASE-2 DW⇒3本 t=5日
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=10日 CASE-2 DW⇒3本 t=10日
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=20日 CASE-2 DW⇒3本 t=20日
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=50日 CASE-2 DW⇒3本 t=50日
■ 盤ぶくれに対する検討
CASE-1 DW⇒2本 t=100日 CASE-2 DW⇒3本 t=100日
・DW-No.3付近に追加DWを打設
・間隙水圧計測井戸の追加を提案
■ Soil Plus について
① GEORAMAを用いれば複雑な地層もモデル化が容易
②様々なアウトプット機能により見栄え良く結果を整理
③テーブル機能とエクセルの活用で様々なデータ操作
④ Support体制が万全である!!!
■謝 辞
モデル化および解析に際し,多大なるご支援をいただ
いた GEORAMA,Soil Plusの Support スタッフの皆様
に厚く御礼申し上げます.