地盤解析
部門

道路や鉄道などの交通輸送路や山間部の住宅地などにおいて、岩盤斜面の安定性評価はきわめて重要な課題です。平成８年の豊浜トンネル崩落事故の発生などにより、社会における斜面防災の重要性が認識されるとともに、そのためのさまざまな調査技術も開発されています。当社では、岩盤斜面における調査・観測・解析技術の活用により、斜面の安全性評価を行なうとともに必要であれば対策工法の提案までを行なっています。

亀裂などの不連続面の発達した岩盤において、その強度・変形特性は、不連続面の強度・変形特性に大きく影響を受けます。当社では、岩盤内の不連続面を対象とした一面せん断試験装置などの試験装置や各種解析手法（複合降伏モデル（MYM）、不連続変形法（DDA）、マニフォールド法－不連続変形法連成解析（NMM-DDA）など）を開発・運用し、不連続性岩盤の実挙動の解明に取り組んでいます。

斜面安定解析では、各種機関の設計指針に基づいた安定性評価と対策工の設計を行うとともに、検討箇所の特性に応じて数値解析手法を併用した検討を行います。また、自然災害発生時の緊急対応策として、通信ネットワークを活用した監視（観測）システムを提供しています。

一般的な対策設計指針の適用が困難となる地形・地質条件としては、オーバーハング等の特殊な断面形状や強度の異なる岩石から構成されるような複雑な地盤構成があります。このような箇所では、さまざまな数値解析手法による変形解析等を併用した安定解析を実施し、現地条件に合致した最適な対策工の検討を行います。

また、自然災害が発生した場合には、変状の進行状況等を把握して避難・立入り禁止等の緊急対応を的確に実施することが必要となります。このような要求に対して、通信ネットワークを利用したリアルタイムの変状監視システムを構築・提供します。さらに、これらの情報をWeb-GISなどを活用して統合することによって、総合的な防災対策を支援します。

軟弱地盤においては、降雨や地震などの自然災害などの他に、構造物の施工や掘削・盛土などの人為的要因によっても地盤の変形や破壊にいたる場合があります。当社の携わった事例では、軟弱地盤上に施工された高さ5m程度の盛土が数時間の間に沈下～すべり破壊を起こし隣接する舗装道路を2m程度隆起させた事例がありました。当社では、実地盤において生じるさまざまな地盤災害（変形や破壊）に対して調査・観測を行ない、その原因究明と対策へのアプローチを行っています。それらを踏まえて実施するFEM解析などによる変形解析の結果は、地盤の変形・破壊の程度を予測し、対策へ反映されます。

河川堤防は、変状誘因の一つとして堤体内水位の上昇が挙げられ、気象条件により堤体内は乾湿を繰り返し、水位が大きく変動します。浸透流解析においては、堤体内の水位挙動を的確に反映することが重要です。提体内の水位状況を把握するため、（独）土木研究所（当時）、（財）国土技術研究センター（当時）及び当社を含む民間企業8社による共同研究「堤防管理技術高度化のための堤体内水位観測方法の開発」に参加しました。共同研究で使用した各種水位観測手法からは、概ね妥当な堤体内水位観測結果を得ることができ、その成果は「河川堤防における堤体内水位観測マニュアル（案）」としてとりまとめられました。当社では、共同研究で蓄積した知見を活かし、実現象に即した浸透流解析を行っています。

自然災害における決定論的な評価が困難な事象として、落石・岩盤崩壊における崩落経路・エネルギーの経時変化や火山噴火といった大規模な自然現象などが挙げられます。当社では、それらの災害規模などを把握するため、確率論的なアプローチも試みています。

落石や岩盤崩落現象における崩落経路・エネルギーは、岩塊の形状・斜面形状・岩塊や斜面の物性・植生の有無等によって様々に変化すると想定され、決定論的な挙動予測が困難な場合があります。このようなケースでは、不連続変形法を用いた崩壊シミュレーションによって崩落経路やエネルギーの範囲を想定し、各種対策を講じます。

火山噴火等の長期間継続する大規模な地質現象の活動・被災予測では、発生機構や特性に関して不確定な要素が多く含まれる場合があります。このようなケースでは、過去の活動履歴から活動分布特性を抽出し、モンテカルロ法による活動確率の空間分布の解析や数値解析による降灰分布を予測します。