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Geotechnical Engineering

擁壁設計計算機

ランキン・クーロン土圧理論による擁壁の安定照査。転倒・滑動・支持力の安全率をリアルタイム計算。地震時Mononobe-Okabe法対応。

設計パラメータ
擁壁タイプ
土圧理論
壁体形状
壁高 H4.0 m
底面幅 B2.0 m
壁面傾斜 α0 °
壁摩擦角 δ15 °
土質条件
内部摩擦角 φ30 °
単位体積重量 γ18 kN/m³
粘着力 c0 kPa
上載荷重 q10 kPa
壁体単位重量 γ_w24 kN/m³
地盤許容支持力 qa200 kPa
地震条件
水平震度 kh0.00
Ka(土圧係数)
主働土圧力 Ea [kN/m]
転倒 FS(≥2.0)
滑動 FS(≥1.5)
支持力 FS(≥3.0)
最大接地圧 σ_max [kPa]
壁高 H [m] に対する安全率 FS

土圧理論式

クーロン主働土圧係数:

$$K_a = \frac{\cos^2(\varphi-\alpha)}{\cos^2\alpha\cdot\cos(\alpha+\delta)\left(1+\sqrt{\dfrac{\sin(\varphi+\delta)\sin(\varphi-\beta)}{\cos(\alpha+\delta)\cos(\alpha-\beta)}}\right)^2}$$

主働土圧合力: $E_a = \tfrac{1}{2}K_a\gamma H^2 + K_a q H$

転倒安全率: $FS_{ot} = M_R / M_O$(抵抗モーメント / 転倒モーメント)

地震時(M-O法): $\theta = \arctan\left(\dfrac{k_h}{1-k_v}\right)$,$K_{ae}$ でEaを置換

実務活用: 道路土工擁壁工指針・港湾設計基準に準拠した安定照査。クーロン土圧はFEMの境界条件設定やアンカー式擁壁の初期設計にも活用される。

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