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三次元有限要素法による空港舗装構造の数値解析

国総研資料 NO.0101 2003.06

執筆者董 勤喜,八谷好高,坪川将丈,松崎和博
所属空港研究部  空港施設研究室

要旨

空港舗装の荷重応答解析においては,舗装構造モデルと材料特性の選定が重要であ
る.後者は測定結果を逆解析することによって求められることが多く,ほとんど多
層弾性理論が使用されている.境界条件の制約等によりこの理論が用いられなくな
る.ここでそれを踏襲して3次元有限要素法による効率的な解析手法を採用してい
る.本研究では,まず,基底縮小法により静的な3次元有限要素の逆解析プログラム
を開発した.次に,計算効率を飛躍的に向上させるため,Ritzベクトルを用いて
運動方程式を縮小化している.感度解析に対しても,運動方程式で作成したRitzベ
クトルの数を若干増やすことで精度良く計算できることが明らかになった.最後
に,走行する航空機輪荷重による動的応答を解析し,相関パラメータと動的応答と
の関係を考察し,アスファルト層下面の水平方向ひずみは引張ひずみとその前後に
圧縮ひずみの状態が発生すること,路床上面の鉛直ひずみは常に圧縮状態にあるこ
と,移動速度はアスファルト下面の水平方向ひずみに影響すること,軸数は動的応
答に顕著に影響することを明らかにした.

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