堤体の安定計算Ver.5

堤体の安定計算 Ver.5
定価 180,000円(税抜)
セット商品(農林セット) 350,000円(税抜)
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(農林・水工版セット)
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製品概要

システム概要

本システムは、土地改良事業計画設計基準「フィルダム編」、土地改良事業計画指針「ため池整備」、防災調節池等技術基準に基づき、堤体の円弧すべりによる安定計算および対策工の検討を行います。

液状化の検討では、抵抗率FLを算出し液状化の判定を行います。
また、液状化で求めた抵抗率FL値から過剰間隙水圧比を算出し、安定計算を行うことも可能です。

逆算法では、所定の安全率に対する土質定数(C-φ)を計算します。

また、堤体内の浸潤線の計算を各堤体形式に合わせて計算することも可能です。

ニューマーク法によるすべり土塊の剛体変形量(滑動変位量)を求めることができます。

安定解析の結果、安全率が得られない場合、対策工の検討を行うことが可能です。

パフォーマンス

  • 各ケース(設計洪水位、サーチャージ水位、常時満水位、中間水位、完成直後、水位急降下)ごとに常時、地震時の同時計算ができます。
  • 堤体計算斜面は、「上流側」、「下流側」を同時に計算することができます。
  • 必要安全率、震度率を各ケースごとに設定することができます。
  • 安定計算書、現況断面図、安定計算結果図、逆算法結果を各ケースごとに、「一括出力」「個別出力」に分けて出力することが可能です。
  • ニューマーク法による地震時波形は、道路橋示方書V耐震設計編の地表面加速度波形ファイルの他に別に登録することが可能です。

適用基準・参考文献

適用基準

  • 土地改良事業計画設計基準 設計「ダム」 技術書[フィルダム編]
    平成15年4月 (農林水産省農林振興局)
  • 土地改良事業設計指針 「ため池整備」
    平成27年5月 ((社)農業土木学会)
  • 防災調節池等技術基準(案)  解説と設計実例
    平成19年9月 ((社)日本河川協会)
  • 土地改良施設耐震設計の手引き
    平成16年3月 ((社)農業土木学会)
  • 高規格堤防盛土・設計施工マニュアル
    平成12年3月 (リバーフロント整備センター)
  • 河川堤防の構造検討の手引き
    平成14年7月 ((財)国土技術研究センター)
  • 道路土工 軟弱地盤対策工指針
    平成24年8月 ((社)日本道路協会)
  • 設計要領第一集土工編
    平成22年7月 (東・中・西日本道路株式会社)
  • ジオテキスタイルを用いた補強土の設計施工マニュアル
    平成25年12月 ((財)土木研究センター)

参考文献

  • 道路土工盛土工指針
    平成22年4月 ((社)日本道路協会)
  • 鉄道構造物等設計基準・同解説 耐震設計
    平成11年10月 ((社)鉄道総合研究所)
  • 道路震災対策便覧(災害復旧編)
    平成18年度改定版 ((社)日本道路協会)
  • 道路橋示方書・同解説Ⅴ 耐震設計編
    平成24年3月 ((社)日本道路協会)

機能および制限

入力

  1. キーボード、マウスにより格点座標、地層ブロック、水位、荷重、MCL、NCL、マキシマムポイント、ミニマムポイント、引張亀裂線を入力することが可能です。
  2. 画面の背景色を切り替えることができ、各地層ブロックを着色区分できます。
    堤体の安定計算
    堤体の安定計算
  3. 外部データ取込
    オートキャド等作成したデータをDXF形式又はCSV形式で読み込むことができます。
    DXF形式では、「格点」、「地層ブロック」を直接取り込むが可能です。
    堤体の安定計算

計算

安定計算

すべり形態

分割法により、「円弧すべり」から安定計算(安全率の計算、必要抑止力)を行います。

検討ケース

安定計算検討ケースとして「設計洪水位」、「サーチャージ水位」、「常時満水位」、「中間水位」、「完成直後」、「水位急降下」の6ケースをそれぞれ計算できます。

計算式の選択

堤体の安定計算
計算式は、土地改良(フィルダム編、ため池整備)の「有効応力法」、「全応力法」及び「防災調節池基準(有効応力法)」「土地改良施設耐震設計の手引き(ΔU法)」、「土地改良(ため池整備:静水圧(d)(ΔU法)」、「防災調整池基準(有効応力法)」、「高規格堤防盛土設計施工マニュアル(有効応力法:kh法)」、「高規格堤防盛土設計施工マニュアル(有効応力法:ΔU法)」、「河川堤防の構造検討の手引き(有効応力法)」の8種類から選択できます。
また、各安定計算検討ケースごとに選択が可能です。

各種指定条件の設定

以下のような指定条件を設定できます。

  1. 円弧すべりの中心位置指定方法が選択できます。
    • メッシュ法
    • 2次メッシュ法
    • 自動追跡法
  2. 円弧ラインの指定が以下の内容で設定できます。
    • NCL(Never Cut Line):指定された線分を横切る円弧を計算
    • MCL(Must Cut Line):指定された線分を横切る円弧のみ計算
    • 内方点(ミニマムポイント):指定された座標を円弧内に含む場合のみ計算
    • 外方点(マキシマムポイント):指定された座標を円弧内に含まない場合のみ計算
  3. 半径指定方法の選択ができます。
    • 最大・最小半径
    • 底部のY座標
    • 円弧の通過点
    • 円弧の接線
  4. 堤体形式は下記の4種類から選択できます。
    • 均一型
    • 傾斜遮水ゾーン型
    • 中心遮水ゾーン型
    • 表面遮水壁型
  5. 堤体内浸潤線の計算
    堤体内の浸潤線の計算を下記の5種類に分けて自動計算することが可能です。
    • 均一型(下流法先ドレーンタイプ)
    • 均一型(水平ドレーンタイプ)
    • 均一型(立上ドレーンタイプ)
    • 中心遮水ゾーン型フィルダム
    • 傾斜遮水ゾーン型フィルダム
      堤体の安定計算
  6. 計算斜面
    堤体の計算斜面は、各ケースごとに「上流側」、「下流側」同時に計算することが可能です。
    但し、水位急降下時は「下流側」の計算はできません。
    堤体の安定計算
    堤体の安定計算
  7. 地震時
    常時と地震時とを同時に検討できます。
    また、地震時の震度率を入力することで各ケースごとに震度を設定できます。
  8. 安全率
    各ケースごとに必要安全率を入力することができます。
  9. 荷重
    地表上の鉛直方向荷重及び水平荷重が考慮できます。(抵抗力側、滑動側、両方のいづれかを選択できます。)
    また、「常時」か「地震時」のどちらかに考慮するか選択が可能です。
  10. 地震時慣性力、水平荷重作用位置
    地震時慣性力、水平荷重作用位置を「重心」、「底面」から選択できます。
  11. その他
    • 1つの地層内の深さによる粘着力変化の設定ができます。
    • 引張亀裂線を考慮できます。

逆算法

  1. 現状での安全率を仮定することにより、地層の強度定数(C-φ)を推定することができます。
    この時のCまたはφを指定することもできます。
    堤体の安定計算

液状化の検討

  1. 地震時の液状化の判定を行い、レベル1、レベル2(タイプⅠ、タイプⅡ)の低減係数Deを計算します。
  2. 土質定数は50層、N値40個まで設定できます。
  3. 「土地改良施設耐震設計の手引き(ΔU法)」、「土地改良(ため池整備:静水圧(d)(ΔU法)」、「高規格堤防盛土設計施工マニュアル(有効応力法:ΔU法)」を選択された場合、液状化の検討で算出した抵抗率:FL値を適用することができます。
    堤体の安定計算

ニューマーク法

入力

  1. 地震波形を「道路橋示方書Ⅴ標準波形ファイル」及び「斜面安定計算用専用ファイル」として予め登録することが可能で、「道路橋示方書Ⅴ標準波形ファイル」を用意しています。
    堤体の安定計算

計算

  1. すべり形態の選択
    すべり形態は「円弧すべり」とします。また、「水位急降下」は考慮できません。
  2. 盛土材の強度低下
    「急激な強度低下」、「暫時な強度低下」から選択が可能です。
  3. 地震波形
    3波の平均による残留変位量の計算が可能です。
  4. 残留変位量照査
    残留変位量が許容変位量以下であるかの照査が可能です。
  5. 滑動変位
    滑動変位を「正側」、「負側」の両方計算することが可能です。

出力

堤体の安定計算 Ver.5
  1. 滑動変位図
    「正側」、「負側」の滑動変位図を両方出力できます。
    堤体の安定計算
  2. 安定計算結果図
    すべり面形状及び滑動変位量結果表が出力できます。
    堤体の安定計算

対策工

  1. 対策工は、以下の4工法に対応しています。
    • 押さえ盛り土工法
    • 地盤改良工法
    • サンドコンパクションパイル工法
    • ジオテキスタイル補強盛土工法
  2. 上記各工法結果の比較一覧表を作成することができます。

出力

  1. 作図オプション
    標題、土質条件、荷重表、中心点の安全率(1次メッシュ、2次メッシュ)、安全率コンター、分割片の表示が選択可能です。
    堤体の安定計算
  2. DXF出力
    計算結果図をDXF形式で出力できます。
  3. Word・Excel変換
    【出力ツールVer.2】(別売)を使用することで出力結果を、Microsoft Word、Microsoft Excelのファイルへ変換できます。

制限条件

  • 総格点数・・・・・・・・・・1000
  • 地層ブロック数・・・・・・・100
  • 1地層ブロック構成点数 ・・・200
  • 水面を構成する点数・・・・・100
  • 引張亀裂を構成する点数・・・50
  • 上載荷重数・・・・・・・・・40
  • NCL、MCL・・・・・・・・・本数制限無し、1本当たり100点
  • 内方点、外方点・・・・・・・50
  • 一度に計算できる中心点数・・X方向(10分割)制限無し、Y方向(10分割)制限無し

前バージョンからの機能強化

計算機能

  1. 対策工法(押さえ盛土工法、地盤改良工法、ジオテキスタイル補強盛土工法、サンドコンパクションパイル工法)の検討に対応しました。
  2. 上記対策工の概算工事費を含む比較表の作成機能を追加しました。

動作環境

  • OS
    Windows Vista・7・8・10
  • プロテクト
    USB

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