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Crushing characteristics of soil particles under high pressure cyclic loads

Research Project

Project/Area Number 16K06575
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

YAMAMOTO HARUYUKI  広島大学, 国際協力研究科, 特任教授 (60158293)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords粒子破砕 / せん断強度 / 三主応力制御型高圧圧縮試験機 / 繰返し載荷 / 応力経路 / 粒子破砕量 / 塑性仕事量 / 杭先端支持力 / 凹凸係数 / 針状比 / 応力径路 / 平均主応力 / 偏差応力 / 高圧三軸圧縮試験器 / 平均応力 / 塑性体積ひずみ / 粒子形状 / 高圧三軸圧縮 / 繰返し応力経路 / 画像解析 / 粒径加積曲線
Outline of Final Research Achievements

In practice, it may be important that the behavior of volume shrinkage and decreasing of shear strength due to particle crushing around pile tip in crushable sandy soils. The particle crushing of sandy soils are reasons of the rapid increasing of settlements and the decreasing of pile tip bearing capacity. The repeated forces acting on the pile tip of high-rise building foundations are large by the cyclic additional load on pile head and decreasing effect of pile skin frictional resistance due to seismic rocking of superstructure.
In this study, the fundamental features of particle crushing under the cyclic high-stress conditions are found by the results of particle crushing tests with the high pressure true tri-axial compression apparatus. The experimental results are used for the designs and simulations of pile foundations under considering the particle crushing of soils.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の学術的意義は、高圧拘束下における地盤の変形強度特性を表す構成関係を土粒子の破砕現象そのものを基に構築する場合に土粒子の破砕に伴う地盤の体積収縮傾向や土粒子の微細化に伴う内部摩擦角の急激な減少傾向を定量的に説明するための基礎データとなるということである。
高圧拘束下の粒子破砕現象を考慮した地盤の変形や破壊現象が合理的に推定できるようになれば、破砕性地盤中の杭先端部近傍地盤の変形・支持力の推定精度が向上し、さらに繰返し効果をも考慮すれば地震時の杭先端支持力問題にも応用できるものと考えられ、より安全で合理的な設計根拠となる点に社会的な意義がある。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Influence of load mode on particle crushing characteristics of silica sand at high stresses2020

    • Author(s)
      Yang Wu and Haruyuki Yamamoto
    • Journal Title

      International Journal of Geomechanics

      Volume: 20-3 Issue: 3 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001600

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Crushing characteristics of soil particles under high pressure cyclic loads2018

    • Author(s)
      Shouta Sako, Keigo Fukuda and Haruyuki Yamamoto
    • Journal Title

      Proceedings of 7th J-P Geotechnical symposium

      Volume: 7 Pages: 266-269

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 粒子破砕に及ぼす応力経路の影響について2019

    • Author(s)
      山本春行, 福田慶吾, 卜部宏紀
    • Organizer
      日本地盤工学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] CRUSHING CHARACTERISTICS OF SOIL PARTICLE ON THE EFFECT OF STRESS PATH2018

    • Author(s)
      KEIGO FUKUDA and HARUYUKI YAMAMOTO
    • Organizer
      ASEA SEC-4
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 粒子破砕量と平均応力、偏差応力との関係について2018

    • Author(s)
      山本春行, 福田慶吾
    • Organizer
      日本地盤工学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に及ぼす偏差応力の影響について2018

    • Author(s)
      福田慶吾, 山本春行
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に関する研究(その4 応力経路の影響について)2018

    • Author(s)
      福田慶吾, 卜部宏紀, 山本春行
    • Organizer
      日本建築学会中国支部
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に関する研究(その3.破砕における偏差応力の影響について)2018

    • Author(s)
      福田慶吾,佐古翔汰 ,山本春行
    • Organizer
      日本建築学会中国支部
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 粒子破砕量と平均応力、偏差応力との関係について2018

    • Author(s)
      山本春行, 福田慶吾
    • Organizer
      地盤工学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に及ぼす応力履歴の影響について(その1. 破砕試験における応力径路の設定)2017

    • Author(s)
      佐古翔汰,福田慶吾,山本春行
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に及ぼす応力履歴の影響について(その2. 実験結果)2017

    • Author(s)
      佐古翔汰,福田慶吾,山本春行
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に関する研究2017

    • Author(s)
      佐古翔汰, 福田慶吾, 山本春行
    • Organizer
      日本建築学会中国支部
    • Place of Presentation
      島根大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 三軸高圧条件下の土粒子の破砕性状に関する研究2016

    • Author(s)
      山本春行
    • Organizer
      日本建築学会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2016-08-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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