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

1993 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 / 変形 / 強度 / 異方性 / 土の構成式

Research Abstract

実際地盤は程度の大小はあるものの必ず異方性がある。一方、地盤材料の構成式の多くはその定式化の容易さと客観性を保護するために等方性を仮定している場合が多い。本研究ではまず砂および粘土の異方性について実験結果に基づいて検討し、砂地盤の堆積過程でできる異方性は応力の負荷を受けてもその異方的性質があまり変化しない固有異方性であるのに対し、粘土地盤の異方性は応力の負荷によってその程度が変化する応力誘導異方性が中心的役割をはたしていることを示した。次に、従来の粘土や砂の構成モデル(等方性土に対するモデル)にこれら2つの異方性を客観性を失うことなく導入する方法を提案した。まず、誘導異方性については、通常の応力空間でなく応力比空間で移動硬化則を導入することにより、せん断履歴により異方性が発達し圧縮履歴では異方性が発達しない特性を構成モデルの中で表現可能とした。固有異方性については、構造異方性テンソルを新たに導入し、この異方性テンソルを使って応力比を修正することにより応力履歴によらない異方性をモデルに導入した。
これらの異方性を考慮できるモデルを使って、異方性を有する砂や粘土の三軸圧縮、伸張、三主応力制御試験等の解析を行い実測値と比較することによりその妥当性を検証した。また、有限要素プログラムにこの異方性モデルを組み込み異方性の考慮の仕方が実際地盤の変形・破壊挙動におよぼす影響についても言及した。

Research Products

• [Publications] T.Nakai,H.Taki & T.Funada: "Simple and Genaralized Modeling of Various Soil Behavior in Three-Dimensional Stress" Modern Approaches to Plasticity. 1. 561-584 (1993)
• [Publications] F.Oka: "Anisotropic and Pseudo-Anisotropic Elasto-Viscoplastic Constitutive Model for Clay" Modern Approaches to Plasticity. 1. 505-526 (1993)
• [Publications] 岡二三生・中井照夫: "地盤の異方性6.異方性を考慮した構成式(粘土の場合)" 土と基礎. 41(10). 83-89 (1993)
• [Publications] 中井照夫・岡二三生: "地盤の異方性7.異方性を考慮した構成式(砂の場合)" 土と基礎. 41(11). 103-109 (1993)
• [Publications] T.Nakai & T.Funada: "Constitutive model for sand considering" Numerical Models in Geomechanics. 1. 63-72 (1992)
• [Publications] T.Nakai,T.Hoshikawa & T.Funada: "Anisotropy of Soils and Its Modelling" Proc.13th ICSMFE. 1. 47-50 (1994)