海洋構造物の破壊シミュレーション
−確率個別要素法の開発と信頼性設計の試み−
伊藤 一教・東江 隆夫・勝井 秀博
海洋構造物の施工時リスク管理において,被災を精度良く予測することが必要である.そこで,構造物の破壊に至るまで解析できる手法と,破壊モードおよび破壊確率を算出する確率的手法の開発を目的とした.
解析手法は流体解析と構造解析を組み合わせた手法である.流体解析はVOF法とポーラスメディア法を用い,構造解析は構造物の崩壊や飛散を再現できる個別要素法を用いる.確率的手法は,確率理論の1次近似法に基づいて個別要素法を拡張した手法である.
本研究で開発した手法によって以下の解析が可能になった.
・波による捨石構造物の移動・変形
・波によるコンクリートパラペットの倒壊
・消波ブロックの地震時安定性
・護岸や防波堤の被覆石に対する被災率の評価
これらの結果は,ここで開発した手法が信頼性設計に必要な破壊モードの確率的照査を可能にする手法であることを示唆した.
キーワード:  個別要素法,確率個別要素法,海洋構造物,破壊シミュレーション
Simulation of Failure and Deformation for Maritime Structures
- Development of Stochastic Distinct Element Method and Case Study of Probabilistic Design -
Kazunori ITOH, Takao TOUE and Hidehiro KATSUI
It is necessary to predict disaster or deformation of maritime structures for a construction risk management under construction. An aim of this study is a development of simulation method which can estimate failure mode and failure probability. The simulation method consists of fluid and structure analyses. Fluid motion is calculated by VOF and porous media method. A deformation of a structure is simulated by DEM. A stochastic simulation method to calculate failure probability is developed based on the first order second moment approximation.
It was verified that the simulation methods which was developed in this study could reproduce some practical problems as following.
・Movements and deformation of rubble mound structures under wave attacks
・Collapse of a parapet by wave attack
・Response of wave dissipating blocks to earthquake
・Estimation of damage ratio for armor stones
This study gave possibility that this simulation method is utilized for reliability design to estimate failure mode and failure probability.
keywords:  DEM, SDEM, Maritime structure, collapse simulation