山川 優樹

送電用鉄塔の周辺において，土砂滑り等が発生し，地盤が変形した際の鉄塔基礎の耐力を解析し，地盤変形が鉄塔基礎の健全性に及ぼす影響を評価する．

送電用鉄塔の周辺において，土砂滑り等が発生し，地盤が変形した際の鉄塔基礎の耐力を解析し，地盤変形が鉄塔基礎の健全性に及ぼす影響を評価する．

Shear bands with characteristic spatial patterns observed in an experiment for a cubic or parallelepiped specimen of dry dense sand were simulated by numerical bifurcation analysis using the Cam-clay plasticity model. By incorporating the subloading surface concept into the plasticity model, the model became capable of reproducing hardening/softening and contractive/dilative behavior observed in the experiment. The model was re-formulated to be compatible with the multiplicative hyperelasto-plasticity for finite strains. This enhanced constitutive model was implemented into a finite-element code reinforced by a stress updating algorithm based on the return-mapping scheme, and by an efficient numerical procedure to compute critical eigenvectors of elastoplastic tangent stiffness matrix at bifurcation points. The emergence of diamond-like and column-like diffuse bifurcation modes breaking uniformity of the materials, followed by the evolution of shear bands through strain localization, was observed in the analysis. In the bifurcation analysis of plane strain compression test, unexpected bifurcation modes, which break out-of-plane uniformity and lead to three-dimensional diamond-like

送電用鉄塔の周辺において，土砂滑り等が発生し，地盤が変形した際の鉄塔基礎の耐力を解析し，地盤変形が鉄塔基礎の健全性に及ぼす影響を評価する．

送電用鉄塔の周辺において，土砂滑り等が発生し，地盤が変形した際の鉄塔基礎の耐力を解析し，地盤変形が鉄塔基礎の健全性に及ぼす影響を評価する．

地震時に想定される地盤変形により生じた鉄塔基礎の不同変位が鉄塔の健全性に及ぼす影響を評価する．

送電用支持物（鉄塔）の設計においては，従来から地震荷重よりも風荷重の方が大きいと評価されており，これまでの大地震においても，地震動による直接的な被害は見られず，高レベルの地震動に対しても十分な耐震性を有していることが確認されている。その一方，地震により鉄塔周辺の地盤に亀裂や沈下，隆起等の変形が発生することがあり，その影響で鉄塔基礎が変位することで結果的に上部構造物である鉄塔の部材に変形や損傷が生じることが確認されている。しかしながら，地盤変形が及ぼす基礎変位や地盤耐力そのものへの影響，また，それらによる基礎変位が鉄塔の健全性にどの程度の影響を及ぼしているかについては，適切に評価する手法が無く課題となっている。このため，本研究では，地震に起因する地盤変形，それに伴う地盤耐力の低下や鉄塔の基礎変位量，更にそれらが鉄塔の健全性に及ぼす影響を評価するとともに，その評価手法の確立を図ることを目的とする。

地震等による地盤変状に起因する送電鉄塔の倒壊事故が発生しており，電力インフラの基盤施設である鉄塔・基礎構造物の損傷の事前評価と損傷後の健全性評価手法の確立が望まれている．本研究では，地盤変状に起因する基礎不同変位および支持力低下と，それに伴う鉄塔の損傷および耐荷力低下を定量評価し，損傷を受けた地盤－基礎－鉄塔系の健全性・余耐力評価手法を確立する．損傷後の終局耐荷特性を明らかにし，災害後の修繕の要否や優先度を判断するための損傷度判定基準の策定に必要な工学的知見を整備し，災害後の迅速な電力復旧と都市再生に資する．

送電用支持物（鉄塔）の設計においては，従来から地震荷重よりも風荷重の方が大きいと評価されており，これまでの大地震においても，地震動による直接的な被害は見られず，高レベルの地震動に対しても十分な耐震性を有していることが確認されている。その一方，地震により鉄塔周辺の地盤に亀裂や沈下，隆起等の変形が発生することがあり，その影響で鉄塔基礎が変位することで結果的に上部構造物である鉄塔の部材に変形や損傷が生じることが確認されている。しかしながら，地盤変形が及ぼす基礎変位や地盤耐力そのものへの影響，また，それらによる基礎変位が鉄塔の健全性にどの程度の影響を及ぼしているかについては，適切に評価する手法が無く課題となっている。このため，本研究では，地震に起因する地盤変形，それに伴う地盤耐力の低下や鉄塔の基礎変位量，更にそれらが鉄塔の健全性に及ぼす影響を評価するとともに，その評価手法の確立を図ることを目的とする。

欠損歯科補綴におけるインプラントの適用症例は近年急速に増加している．口腔インプラント治療予後には力学的因子が重要な影響を有するとされており，診療における力学的検討が必要視されている．本研究では，インプラント周辺の顎骨内応力分布様相を明らかにするための，歯科診療支援システムを構築する．その際，個々の要素技術の高度化ではなく，システム全体としての補綴歯科臨床ニーズへの適応性に重点を置く．そのため，必要な機能が完備され，操作が容易な市販のCAE/CADソフトウェアをサブシステムとして活用することにより，患者個々の特性を反映した応力解析を簡便かつ効率的に実現し，評価結果の情報を臨床従事者に対して必要十分なレベルで提供しうる一連のルーチンを構築する．

本研究では，地盤材料の弾塑性分岐を拡散型モードとせん断帯モードとに分類し，数値解析における各々の取扱い方法について述べた．解析例を通じて，地盤材料の変形・破壊に対して分岐が強く関与していることを実証した．また，大変形・局所化を伴う変形問題の数値解析法を紹介し，その有用性を示した． 地盤材料の力学挙動予測に関する研究は，現在なお急速に進展している．材料の構成モデルの更なる高度化を推すためには，幾何学的非線形性の影響や分岐挙動を把握することはますます重要になると考えられる．弾塑性分岐に関しては，非関連型材料や増分非線形材料についても理論的解明が進んでいるが，その研究成果の数値解析への導入と両者の結び付きには未解明な部分が多く，今後研究を進めていきたい．

要素試験は，理想的には供試体内部で一様な応力・変形場が再現されるかたちで行われるべきである．しかし実際には境界条件などの影響により，供試体は様々な変形モードを呈して破壊に至る．従って，一般に計測対象とされている「変位～荷重」関係などの物理量に加え，「変形モード」の影響も考慮することが要素試験の合理性，妥当性の評価には不可欠である． そこで本研究では砂の三軸圧縮試験を対象として，供試体の変形形態を詳細に観察・分類し，供試体寸法・形状によってどのような変形モードが卓越するか，また変形モードの違いによって強度がどのように影響されるかについて調べることを目的とする． 本研究における主な検討事項を列挙すると，(1)供試体の寸法および形状，(2)変形モードとその進行・遷移，(3)変位～荷重関係となり，本研究ではこれら3つの因子について相互影響を調べることとする． 実験は，供試体の直径・高さを様々に変化させて行った．変形モードの観察については，変形の初期段階から最終的な破壊段階までの変形履歴を数ステップに分け，供試体全体の変形およびせん断帯発生の様子を3方向から写真撮影し，デジタル画像情報として記録した．また試験終了後，供試体表面に発生したせん断帯のパターンをトレースにより記録した．デジタルデータとして保存した変形の画像情報に対して，Fourier変換によりモード分析を行い，卓越する変形モードと供試体寸法・形状との関連について調べた．また，せん断帯の発生とダイレイタンシー挙動との関係についても供試体寸法・形状ごとに分類を行った． 本研究では，供試体の寸法・形状，強度，体積ひずみ挙動， 変形モード，せん断帯の発生パターンの相互の関連について考察を行った．体積ひずみ挙動については，軸ひずみが進行するにつれて供試体形状ごとの差が顕著となることが確認された．このことは，変形が進行するにつれて，供試体形状ごとに異なる変形モードが顕在化していることと結びつく結果である．また供試体の変形のモード解析により，細長供試体ほど高次のモードがより多く発生することが確認された．強度の変動については，供試体寸法・形状との相関が得られたが，変形モードと強度の関連については，供試体寸法・形状により強く影響されるためか，有意な相関を見いだすことはできなかった．また，供試体表面に観察されるせん断帯の周期性に着目し，供試体寸法・形状とせん断帯の発生数およびその周期との関係について調べた結果，寸法比が小さい（細長でない）供試体ほど周期のばらつきが小さく，一定の変形モードが卓越しやすく，強度のばらつきも少ないことが確認された．