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液状化力学体系の確立:有限変形弾塑性構成則と材料不安定基準に立脚した液状化判定法

Research Project

Project/Area Number 18J21097
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Geotechnical engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

井口 拓哉  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords材料構成則 / 有限変形理論 / 繰返し塑性 / 下負荷面モデル / Cam-clay / 材料不安定
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,地盤の液状化現象の発生条件・被害程度を一度に定量評価する手法の提案を目的として,主に以下の2つの研究項目を行う.(1),(2) を組み合わせ
ることで,入力荷重に対していつ液状化が発生するか?液状化被害はどの程度か?を一度に定量評価可能となる.
(1) 有限変形においても液状化発生前後の挙動を精緻に表現できる弾塑性構成則の構築
(2) 材料不安定・分岐問題という視点による液状化発生を判定する数理的条件の提案
本年度は昨年度から継続して研究項目(1)に取り組んだ.具体的には,下負荷面の概念と応力誘導異方性を表現する回転硬化の概念を導入した,有限変形・異方性回転硬化下負荷面Cam-clayモデルの理論構築に取り組んだ.千田ら(2013)における有限変形モデルをベースに,繰返し負荷挙動(サイクリックモビリティ)の表現性能を向上させるために,超弾性構成式や内部変数の発展則の改良を行った.
また提案モデルに対する数値計算精度検証において,既往研究で広く用いられているいくつかの弾性構成式の不合理な挙動を確認したため,本年度はその問題解決を行った.具体的には,Houlsby et al. (2005)による微小変形理論の枠組みでの弾性ひずみテンソル2不変量表示の超弾性ポテンシャル関数に基づく圧力依存性の接線係数を有する超弾性構成式をベースに,対数弾性ひずみを用いて有限変形へ合理的に拡張した弾性構成式の構築を行った.加えて内部変数の発展則を改良することにより,繰返し負荷挙動の表現性能が向上した.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] FULLY IMPLICIT STRESS-UPDATE ALGORITHM FOR EXTENDED SUBLOADING SURFACE MODEL INCORPORATING NONHARDENING STRAIN REGION2020

    • Author(s)
      井口拓哉, 佐藤大貴, 羅家か, 山川優樹
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_193-I_204

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_193

    • NAID

      130007980156

    • ISSN
      2185-4661
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Extended Subloading Surface Model with Non-Linear Kinematic Hardening for Finite Strains: Application to Cyclic Loading and Verification of Validity2019

    • Author(s)
      Takuya Iguchi, Yuki Yamakawa, Koichi Hashiguchi
    • Organizer
      COUPLED 2019; Ⅶ International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Subloading surface Cam-clay plasticity model with anisotropic rotational hardening for finite strains2019

    • Author(s)
      Yuki Yamakawa, Takuya Iguchi, Jiahua Luo
    • Organizer
      COUPLED 2019; Ⅶ International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An improved algorithm of loading/unloading judgment for unconventional plasticity model applicable to non-proportional cyclic loadings2019

    • Author(s)
      Jiahua Luo, Takuya Iguchi, Yuki Yamakawa
    • Organizer
      COUPLED 2019; Ⅶ International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 有限変形弾塑性構成則の応力計算における塑性発展式の時間積分に関する精度検証2019

    • Author(s)
      井口拓哉, 町島智大, 山川優樹
    • Organizer
      第22回応用力学シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 非比例的な負荷経路を含む繰り返し変形に対応した非古典弾塑性構成則の負荷判定法2019

    • Author(s)
      羅家か, 井口拓哉, 山川優樹, 橋口公一
    • Organizer
      第22回応用力学シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Extended Subloading Surface Model with Non-Linear Kinematic Hardening for Finite Strains: Application to Cyclic Loading and Verification of Validity2019

    • Author(s)
      Takuya Iguchi, Yuki Yamakawa, Koichi Hashiguchi
    • Organizer
      Ⅶ International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 有限変形弾塑性構成則の応力計算における塑性発展式の時間積分に関する精度検証2019

    • Author(s)
      井口拓哉,町島智大,山川優樹
    • Organizer
      第22回応用力学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 改良した負荷判定法に基づく拡張下負荷面モデルの繰返し変形解析における応力計算の精度検証2018

    • Author(s)
      井口拓哉,山川優樹
    • Organizer
      第21回応用力学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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