Performance verification for geotechnical structures using reliability analysis based on data assimilation

Abstract

国内の社会基盤施設の設計法は，これまで大量の社会資本を供給してきた仕様設計体系から信頼性設計を基本とした性能規定型の設計体系に移行しつつある。その一方で，盛土や堤防などの土構造物に対する信頼性・性能設計は，設計手法・計算モデルの予測精度の低さや地盤パラメータの不確定性に起因する種々の問題を有している。本研究では，土構造物の性能照査に適用可能な信頼性設計手法を新たに提案し，その有効性について，軟弱粘性土地盤上に築造される盛土の残留沈下問題に適用することにより検証した。提案手法は，設計段階から構造物施工完了までの全工程を設計とみなし，設計段階で最適と判断された設計に対して観測データにより積極的に再検討を行う「情報化施工」のコンセプトに基づいている。具体的な土構造物の性能照査手法として，弾粘塑性モデルを用いた土/水連成有限要素解析を用い，モンテカルロシミュレーションを用いて地盤の不確定性を評価した。さらに，粒子フィルタによるデータ同化結果に基づいて，観測施工段階における変位の予測分布の更新，および性能照査や追加対策工の検討を行った。その結果，提案手法は明示的・定量的な性能照査にも十分適用可能であり，土構造物の性能設計において有力なツールとなり得ることが示された。