誘導および構造異方性を考慮した土の構成モデルとその応用

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650437
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 中井 照夫 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (00110263)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡 二三生 岐阜大学, 工学部, 教授 (10111923)
• Keywords: 砂 / 粘土 / 異方性 / 土の構成式 / 強度 / 変形

Research Abstract

1)すでに提案している空間滑動面に基づく修正応力t_<ij>の考慮からt_<ij>に基づいた応力比テンソルx_<ij>を定義し、砂の等方硬化モデルの移動硬化モデルへの拡張を行っている。粘土の等方硬化モデル(t_<ij>-clay model)に対しても、応力比テンソルx_<ij>を適用し、せん断(応力比の変化)に対しては移動硬化的な、圧密(平均応力の変化)に対しては等方硬化的な土の挙動を説明できるモデルを開発した。
2)さらに、土の構造異方性を表す異方性テンソルb_<ij>を新たに定義し、この異方性テンソルを応力比テンソルの中に導入することにより、砂や粘土の移動硬化モデルを構造異方性を有する土にも適用可能なモデルに拡張した。
3)構造異方性を有する砂や粘土の三軸試験、3主応力制御試験および平面ひずみ試験結果と提案モデルによる解析結果の比較より、3次元任意応力下でのモデルの適用性を要素レベルで検討した。また、粘土の異方性は応力誘導異方性としてほぼその挙動が説明可能であり、砂の異方性は固有異方性として説明できることを示した。
4)粘塑性理論と組み合わせ、時間硬化特性も考慮した異方性粘土の弾・粘塑性モデルに拡張した。そして、切り出し角度を変えた自然堆積粘土の三軸試験、平面ひずみ試験および中空ねじりせん断試験結果に基づいて、自然堆積粘土の異方性の評価法を検討し、構成モデルの適用性について調ベた。

Research Products

• [Publications] T.Nakai & T.Funada: "Elastoplastic modelling of soil anisotrpy" Advances in Micromechanics of granular Materials. 213-222 (1992)
• [Publications] T.Nakai & T.Funada: "Constitutive model for sand considering indaced and inberent anisotropy" Proc.of NUMOG IV. 1. 63-72 (1992)
• [Publications] T.Nakai,T.Hoshikawa & T.Funada: "Anisotropy of soils and its modelling" Proc. OF XIII ICSMFE. (1994)
• [Publications] F.Oka: "An elasto-viscoplastic constitutive model for clay using transformed stress" Mechanics and Materials. (1993)