練り返し粘土の変形における応力誘導異方性の研究

• Project/Area Number: 06750519
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Geotechnical engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 福田 文彦 北海道大学, 工学部, 助手 (80241355)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 土質力学 / 粘性土 / せん断 / 変形特性 / 異方性 / 降伏 / 排水せん断 / 中空ねじり

Research Abstract

粘性土の変形特性に現れる誘導異方性を実験的に調べるため、中空ねじり試験装置を用い、以下の4過程からなる実験を初期せん断過程におけるα_1を変え全部で10種類実施した。
1.等方圧密過程 粘性土を等方圧密する。
2.初期せん断過程 最大主応力軸の鉛直軸に対する回転角を一定(α=α_1)に保ちつつ、主応力比(σ_1'/σ_3')を増加させて初期せん断を行う。なお初期せん断過程の最大主応力比は2である。
3.除荷過程 αを2.と同じ角度(α_1)に保ちつつ、主応力比を減少させて等方応力状態となるまで除荷を行う。
4.再せん断過程 α=45°の条件のもと試供体が破壊に至るまで主応力を増加させ、再びせん断を行う。
なお初期せん断・除荷・再せん断の3過程について排水条件でありかつ平均有効主応力(p')および中間主応力パラメーター(b)は一定である(p'=300kPa・b=0.5)。
上記の実験より以下の新たな知見が得られた。
1.再せん断過程の応力条件は全ての実験で同一であるにも関わらず、その応力・ひずみ関係は初期せん断過程のα_1によって異なっており、粘土の変形特性に誘導異方性が存在することを確認した。
2.応力・ひずみ関係を初期せん断開始点からの累積ひずみで整理すればその変形特性はいわゆるひずみ硬化型材料のそれにあたり、再せん断過程において現れる剛性の急激に低下する点が降伏点に相当することがわかる。
3.降伏点の応力はα_1によって異なっており降伏特性にも誘導異方性が存在することを確認した。
本年度の研究は上記の結論を得たところで終了した。現在は降伏特性の異方性についてその物理的意味の考察を行っている最中である。