報告書番号

N07022

タイトル（和文）

遠心力模型実験による岩盤斜面の地震時崩壊挙動に関する検討－流れ盤斜面の平面すべり崩壊－

タイトル（英文）

Centrifuge model test of rock slope failure caused by seismic excitation - Plane failure of dip slope -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年，残余のリスク評価の一環として，地震時の岩盤斜面崩壊による重要施設への影響を評価することが求められている．そのためには，斜面崩壊の発生可能性と崩壊領域を精度良く予測することが重要となる．本研究の目的は，それらの予測手法の検証・高度化のため，遠心力模型実験により地震時の岩盤斜面崩壊の発生メカニズムを解明することである．
セメント系の模擬岩盤材料とテフロンシートによる模擬不連続面を用いて流れ盤斜面模型を作製し，遠心加速度50Gのもとで，入力波（正弦波）の加速度振幅をステップ毎に増大させた加振実験を実施した．また，すべり面法によりすべり安全率を算出し，実験結果と比較した．その結果，以下の知見を得た．（1）斜面模型は実規模換算400gal入力時に，脆性的な破壊により崩壊に至った．（2）斜面模型のすべり面の形成には模擬不連続面が大きく関与しており，その崩壊形態は平面すべり崩壊であった．（3）計測された斜面模型の加速度応答から，加振中に法肩付近で引張亀裂が発生し，それによるせん断強度の低下が崩壊の原因と想定された．（4）すべり面法によるすべり安全率の検討では，法肩付近の引張亀裂の発生を考慮することにより，実験結果との対応が良くなることが確認された．
以上の結果から，岩盤斜面の地震時崩壊挙動の評価においては，破壊の進行性を考慮することが重要であることを確認した．

概要 （英文）

Recently, it is necessary to assess quantitatively seismic safety of critical facilities against the earthquake induced rock slope failure from the viewpoint of seismic PSA. Under these circumstances, it is essential to evaluate more accurately the possibilities of rock slope failure and the potential failure boundary, which are triggered by earthquake ground motions. The purpose of this study is to analyze dynamic failure characteristics of rock slopes by centrifuge model tests for verification and improvement of the analytical methods.
We conducted a centrifuge model test using a dip slope model with discontinuities imitated by Teflon sheets. The centrifugal acceleration was 50G, and the acceleration amplitude of input sin waves increased gradually at every step. The test results were compared with safety factors of the stability analysis based on the limit equilibrium concept. Resultant conclusions are mainly as follows:
(1) The slope model collapsed when it was excited by the sine wave of 400gal, which was converted to real field scale,
(2) Artificial discontinuities were considerably concerned in the collapse, and the type of collapse was plane failure,
(3) From response acceleration records observed at the slope model, we can say that tension cracks were generated near the top of the slope model during excitation, and that might be cause of the collapse,
(4) By considering generation of the tension cracks in the stability analysis, correspondence of the analytical results and the experimental results improved.
From the obtained results, we need to consider progressive failure in evaluating earthquake induced rock slope failure.

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