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ダム・河川・港湾ダム・河川構造物・貯水池、港湾構造物を対象に、地形・地質モデリング、応力変形評価、浸透・圧密評価、耐震性能評価等の解析や開発のソリューションを提供します。







受託解析・コンサルティング

ダム、築堤、堤防等の河川構造物、及び、防波堤や護岸、堤防等の港湾構造物の諸問題を扱うカテゴリです。三次元地形・地質モデリング、温度応力も含めた応力変形問題、浸透流・圧密・安定問題、耐震問題などに対応したソリューションを提供します。
詳細についてはお問い合わせ ください。

ダムに関しては、分類として構築材料の面からコンクリートダムとフィルダムに大別されますが、さらに構造上の違いから種々の形式に分類されます。ダムの解析では、対象とするダム形状により解析手法が大きく変わります。特にフィルダム等の自然材料を多く使用する構造では、構造解析における解析アプローチ法、材料物性値設定等が解析結果に大きく影響します。CTCでは、解析対象の特性を考慮した、堤体の解析、地盤・堤体の相互解析、また貯水池との連成解析など、最適な解析アプローチ、手法を提案いたします。また、安全性の照査手法など、お客様のニーズに合わせてのプログラム整備などを含め各種問題を取り込むことが可能です。

盛土堤防に関して、お客様のニーズに合わせて連続体または非連続体の方法を考慮した解析コンサルティングが可能です。変位・応力評価、液状化評価および破壊など種々の非線形問題に対してもCTCの保有する様々なノウハウ、解析ツールを駆使し、問題解決のためのサービスをご提供いたします。
河床変動の再現と予測といった複雑な問題に対しては、河川の形態と表面流の特徴を考慮する上、予想される現象を判断し的確な解析アプローチ方法を提案いたします。また、お客様のニーズに合わせて研究テーマとして固定床あるいは移動床の各種問題を取り込むことが可能です。

護岸構造物、海洋構造物、埋め立て、造成などの応力変形解析、圧密解析、掘削解析、安定解析といった静的解析のほか、地震時の耐震解析、液状化解析などの幅広い問題に対して、課題、予想される現象を判断し的確な解析アプローチ方法、手法を提案いたします。
解析に必要な各種物性値の設定、パラメータスタディーもお客様のニーズに合わせて対応いたしますので、解析が始めてのお客様にも安心です。お客様との密接な打合せ、結果の評価と考察、報告を行い、各種ツールを用いた高度な解析技術で、全てをお任せいただけるアウトソーシングソリューションサービスをご提供いたします。

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地質・地形評価

予備調査、実施計画調査、建設段階調査の各段階で必要となるダムサイト地質解析では、点または線の地質情報、及び各種試験結果(強度、透水性等)情報に基づき、三次元的に岩相、岩級の分布を把握する必要がでてきます。それらの分布状況を推定する過程では、地質学的手法が必要となります。CTCでは点、断面等の一次元、二次元情報から地質学的手法に基づき三次元地質モデルを推定するツールを整備/販売しております。そのツールを使用したモデリングサービスも行っており、岩石の性質、断層等の不連続面を考慮した目的に合致した三次元モデルを作成します。ここで作成された三次元モデルは、後々の三次元FEM解析に利用できます。

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応力変形(圧密)解析

コンクリートダムに対して、静水圧、堆泥圧、堤体自重、地震時慣性力、動水圧等の荷重に対して、堤体及び基礎の力学的強度を最先端の有限要素法(FEM)解析ツールで行います。コンクリートダム構造特性で重力式とアーチ式に分類されますが、特にアーチ式コンクリートダムは、三次元構造物としての設計が基本となります。CTCでは、これまでモデリング面や計算コストの面から見送られてきた大規模三次元FEM解析を迅速かつ経済的に対応いたします。

フィルダムの場合、一般にフィル堤体を盛土すれば、基礎の不等沈下が問題となります。フィルダムのなかでもゾーン型の場合、コアゾーンの不等沈下に注意する必要があります。築堤解析は、Duncan-Changの方法による逐次盛土解析が可能です。また、フィルダムの場合重要な検討項目となる浸透流と、応力をカップリングした解析に対応でき、盛立施工時の施工段階に応じた応力変形特性を解析いたします。
港湾構造物の建設では埋め立てによる不等沈下が大きな問題となります。特に海底の地盤改良による支持力増加の検討や長期に渡る沈下予測が重要になります。長期圧密予測では二次圧密を考慮した弾・粘塑性解析(関口太田モデル)により沈下予測を行います。
最近では護岸構造物の挙動検討に個別要素法を適用する例も見られるようになりました。ケーソン背面の裏込め材料を個別要素でモデル化するなど、連続体解析では表現困難な問題に対して個別要素法を適用した検討を実施することも可能です。

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安定解析・浸透流解析

コンクリートダムでは、ダムに作用する揚圧力を軽減する意味でも基礎岩盤の遮水性が重要検討項目となります。一般にカーテングラウチングが実施し、透水性を改良目標値としますが、そのシミュレーションを浸透流FEM解析で行います。そのシミュレーションの際、亀裂性岩盤の浸透が問題となる場合があります。CTCでは、個別要素法(DEM)解析によるアプローチも可能です。
フィルダムの場合、堤体及び基礎について浸透流を検討します。浸透流に対する安全性検討には、間隙水圧増大によるすべり安全率低下や浸透破壊等の課題があります。フィルダムの材料はコンクリートと比べて浸透流の作用に対して侵食されやすく、浸透流対策は最も重要の一つです。ブランケット工法や止水工法等の対策工の効果をシミュレーションできます。また、定常解析のみならず、水位急低下時の残留間隙水圧など、非定常解析にも対応します。

ダムの基礎岩盤は予想される荷重に対して必要な支持力が必要となり、一般に問題となるのは基礎岩盤の滑動(せん断)に対する安定性です。断層等の弱層等は、安定性に大きな影響がありFEM解析により安全率を検討する必要があります。安全性の検討として、最大発生応力の検討、転倒に対する安全性(ミドルサードの条件)、堤体底面における活動に対する安全性を考慮できます。

フィルダムの解析では、円弧滑りによる安定計算では、簡便スライス法、Bishop法が可能で、地震力を修正震度法、せん断力法(従来の方法)とモーメント法を考慮できます。

堤防断面決定には、基礎地盤の軟弱性、漏水性、堤体材料の透水性、せん断強さ等の諸条件をふまえ、土質工学的な立場から堤体の安定性検討を行う必要があります。また、既設堤防のかさ上げ、腹付けといった旧堤拡築の工事でも、漏水対策等の問題が重要視されるようになってきています。

水の浸透による堤体内浸潤線上昇は、土のせん断強さ低下、単位体積重量増加をまねき、堤防裏法でのすべり安全率が低下します。水の浸透を起こさせる原因には河川水位の上昇と降雨があります。安定性検討には、それらの条件を考慮したFEMによる非定常浸透流解析を行い、堤体内の浸潤線を求め、円弧すべりによる安定計算を実施し法面の安定性を検討します。また、軟弱地盤上に築造されることが多いため、沈下等の問題に対する軟弱地盤対策工法についても解析検討課題となります。
切土による造成では形成される斜面の安定性が問題になります。

ディープウェルによる地下水位の低下検討だけではなく、強制排水井戸や水抜きボーリングなど設置本数や設置場所などの検討など、設計時における排水ポンプの能力と地下水位の定量的な検討を実施することが可能です

ケーソン基礎などの港湾構造物に対しては基礎となる捨石(マウント)の挙動を把握することが重要になります。
捨石は連続体ではないので最近では個別要素法などの適用が行われています。水圧などの静的な外力の他、基礎に地震波を作用させる動的な検討も行われます。
切土などの造成では斜面の安定性が問題になります。この場合、地下水面の位置が重要になってきますので浸透流解析と組み合わせた検討が行われます。
浸透流解析で得られる地下水位面の情報を安定計算で用いることが出来ます。

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耐震解析

コンクリートダムでは、震度法を用いた設計法が主となりますが、大規模なダムや大規模地震荷重が予想されるダムサイトでは、地震荷重によるダムの応答増幅を考慮した地震応答解析まで取り扱います。

フィルダムに対しても、静的な震度法だけでなく、時刻歴地震応答解析を使用した耐震性検討を提供致します。大規模地震に対しては地震応答解析では、流体・構造連成解析も対応可能です。震度法や修正震度法で設計された断面に対し、材料の非線形性を考慮した等価線形法による地震応答解析を行います。地震に対する安定解析では、滑り面に沿った滑り変位量を求めるNewmarkの方法、土塊の平均加速度や残留変形量の算出などにも対応しています。河川盛土堤防、古くから静的震度法によって設計されています。しかし、兵庫県南部地震のような大きな地震動に対して、設計震度をそのまま適用すると過剰に強固な堤防設計となります。

最適な選択の一つとして、堤防の部分的な破壊は許容するが堤内地への浸水を許さない堤防高を確保するという方法が考えられます。このような選択肢を可能にするためには、盛土堤防の部分的な破壊までを正確に予測できる解析方法が必要となります。

個別要素法(DEM)は土のような粒状体や亀裂の多い岩を想定した不連続体の変形を解析する方法として、粒状体の流れ問題や斜面崩壊などの問題だけでなく、盛土堤防の耐震など液状化を伴う動的問題までに適用されています。

地震時における護岸周辺地盤の液状化や側方流動による挙動予測を行います。適切な入力地震動の設定方法や地盤や構造物の非線形特性など種々のものが用意されており、有限要素法や有限差分法を利用した液状化解析を行います。
また、杭基礎に対しても液状化による地盤変位を正しく評価し設計することが可能です。

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強度解析

板など固体材料の破壊現象など従来の有限要素法(FEM)では困難な解析を、不連続体解析に良く使用される個別要素法(DEM)により解析することが可能です。
氷海域での氷板と海洋構造物や船舶との衝突問題に対して個別要素法により構造物が受ける荷重を推定する強度解析なども実施しております。

不連続体解析

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システム開発・カスタマイズ

弊社のこれまで培ってきたシステム構築やソフトウエア開発の実績を通して、お客様の様々な要望に対しまして、種々の技術及び技術者をコーディネートして最適なプロポーザルを行い、ご要望に満足するシステムやソフトウエアを提供致します。

開発方法も、一からの開発だけでなく、弊社の豊富なパッケージソフトウェアをもとにカスタマイズしていく方法、マルチクライアントで開発コストを抑える方法等、トータルのコストパフォーマンス/開発効率を考慮したソリューションをお届けします。
特に弊社自社開発ソルバーをベースに使用したカスタマイズ方法は、計算効率や精度を追求したパーツ(プログラムライブラリ)を豊富に所有しており、それらを使用した高度なシステム開発を短期間に行うことができます。
詳細についてはお問い合わせ ください。

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地質解析システムGEORAMA カスタマイズ

CTCが保有している「三次元地質解析システムGEORAMA」の機能をカスタマイズすると共にお客様向けの機能を追加することにより、ダム設計の支援をするシステムを開発しました。システムではダム軸・提体形状の入力から横断面、掘削面の作成、せん断強度計算、提体・掘削数量の計算が行えます。GEORAMA独自の効率良い地質モデル作成作業とお客様の業務に直接役立つ設計支援作業を結びつけることにより、作業全体の効率的な運営が図られます。

構成則

地盤の非線形を数値解析するためには地盤の応力とひずみの関係をモデル化する必要があります。しかしながら、地盤の非線形性は複雑であり現在までさまざまな構成則が提案されてきています。それらの構成則をCTCの所有する解析コードへの組み込みを行います。
地盤だけではなく、構造物をモデル化するために必要な構造要素(梁、棒、バネなど)の非線形特性に改良を加え、オリジナルな構成モデルの開発を行います。

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解析機能

港湾構造物の設計時にはさまざまな条件を考慮した検討が求められます。
風、波浪、波力、潮汐、流れ、漂砂、地震力、地震時動水圧、氷荷重、摩擦力など多種多様に渡ります。これらの条件を考慮する為に、メニュー形式での入力ダイアログやウィザード形式での入力ダイアログの開発、および、計算機能の開発を行います。

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ソフトウェア販売・技術サポート

CTCでは、数々のダム・河川・港湾構造物の解析業務の経験から技術フィードバックを行った地盤・構造物系の応力変形解析、浸透流・圧密解析、耐震解析等の多くの機能を有するソフトウェアを開発、販売しております。そうした自社開発ソフトウェア以外にも、地盤・岩盤に適用するソフトウェアを開発してきたITASCA社との強力なパートナーを組み、ITASCA社で開発された優れたソフトウェアを販売・技術サポートを行っています。

サポートに関してはそれぞれのソフトウェアで専任スタッフが常駐し、お客様のご質問にお答えします。 CTC製品のユーザー様専用エリアである「お客様広場」では、ソフトウェア修正版/バージョンアップ版のダウンロード、FAQ、使用テクニック等、充実したコンテンツを展開しております。
最先端の技術で信頼と実績のあるCTCソフトウェアラインアップを、是非ともお客様の業務にお役立てください。


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