• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Crushing characteristics of soil particles under high pressure stress paths

Research Project

Project/Area Number 19K04690
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Yamamoto Haruyuki  広島大学, 国際協力研究科, 名誉教授 (60158293)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords粒子破砕 / せん断強度 / 三主応力制御型高圧圧縮試験機 / 応力経路 / 平均応力 / 偏差応力 / 粒子破砕量 / 杭先端支持力 / 高圧圧縮実験 / 粒度分布 / 体積圧縮 / 偏差ひずみ / Lode角 / 高圧三軸圧縮 / 応力履歴 / 粒径加積曲線 / 画像解析
Outline of Research at the Start

研究の最終目的および学術的独自性と創造性は、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再構築しようとするもので、本研究を進めることにより高圧拘束下における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が定量的に説明できるようになる。
高圧拘束下の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、杭先端地盤等の変形・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現実的な意義がある。

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. This study focused on the particle crushing of sandy soils; further, a series of particle-crushing experiments of Toyoura silica sand was conducted using high-compression apparatus. First, the volumetric and deviatoric strains obtained in the particle-crushing experiments were divided into plastic and elastic components. Then, an approximation regression formula containing mean stress p and deviatoric stress q was defined to obtain the value of each component. These incremental approximation regression formulas are useful as non-linear constitutive relations in the numerical analysis of soil in consideration of particle crushing.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

土粒子の集合体である地盤の破壊現象の解析では、通常モール・クーロンの破壊規準を用いて定式化されている。ただし、高圧拘束下での土粒子には破砕現象が生じるため、容易に拡張できないことは自明である。本研究の学術的意義は、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しようとするもので、高圧拘束下における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が定量的に説明できるようになる。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、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

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Experimental investigation on the mechanical behavior and particle crushing of calcareous sand retrieved from South China Sea2020

    • Author(s)
      Yang Wu, Neng Li, Xinzhi Wang, Jie Cui, Yulong Chen, Yihang Wu and Haruyuki Yamamoto
    • Journal Title

      Engineering Geology

      Volume: 30 Pages: 105932-105932

    • DOI

      10.1016/j.enggeo.2020.105932

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 粒子破砕が伴う平均応力・偏差応力~体積ひずみ関係について2021

    • Author(s)
      山本春行
    • Organizer
      56回地盤工学研究発表会)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に関する研究(その8粒子破砕が伴うせん断挙動について)2021

    • Author(s)
      山本春行, 福田慶吾
    • Organizer
      日本建築学会中国支部研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] On the shear stiffness decrease of sandy soils due to particle crushing progress2021

    • Author(s)
      Haruyuki Yamamoto
    • Organizer
      International Structural Engineering and Construction(ISEC-11)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に関する研究(その6 シラスについて)2021

    • Author(s)
      山本春行, 福田慶吾
    • Organizer
      日本建築学会中国支部
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に関する研究(その7 粒子破砕に伴う体積減少について)2021

    • Author(s)
      山本春行, 福田慶吾
    • Organizer
      日本建築学会中国支部
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of stress paths on the particle crushing2020

    • Author(s)
      H.Yamamoto and K.Fukuda
    • Organizer
      Proceedings of 8th J-P Geotechnical symposium
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ON THE PARTICLE CRUSHING FEATURES OF SANDY SOILS2020

    • Author(s)
      HARUYUKI YAMAMOTO
    • Organizer
      Proceedings of International Structural Engineering and Construction (ASEA SEC-5)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マサ土の粒子破砕性状について2020

    • Author(s)
      山本春行, 福田慶吾
    • Organizer
      55回地盤工学研究発表会(Web抄録)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 土粒子の破砕性状に関する研究(その5 粒度分布の影響について)2020

    • Author(s)
      福田慶吾, 山本春行
    • Organizer
      日本建築学会・中国支部
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] マサ土の粒子破砕性状に関する研究2019

    • Author(s)
      福田慶吾, 山本春行
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi