微小ひずみ領域における各種土質材料の変形特性に関する実験的研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05750468
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 木幡 行宏 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90215301)
• Keywords: 変形係数 / 微小ひずみ / 三軸試験 / 応力履歴 / ひずみ速度 / 模型局所変形測定装置 / 応力〜ひずみ関係 / 繰返し載荷

Research Abstract

設計上必要となる各種土質材料(粘性土・砂質土・堆積軟岩・礫・セメント改良土)の10^<-3>(0.1%)程度以下の微小ひずみ領域における変形係数を、室内試験により実験的に精度良く求める研究を行った。すなわち、以下の研究を行った。従来、ほとんどデータのない微小ひずみ領域におけるせん断挙動に及ぼす1)ひずみ速度の影響(堆積軟岩、泥岩)、2)異方圧密や過圧密等の応力履歴・応力経路依存性、3)三軸試験によるポアソン比の測定、4)繰返し載荷の影響について検討した。その結果、1)堆積軟岩(泥岩)では、ある軸ひずみ速度以下では排水条件とひずみ速度によらず弾性係数は一定となるが、それ以下では軸ひずみ速度が小さくなるほど弾性係数は小さくなった。さらに、豊浦砂では弾性係数に及ぼす軸ひずみ速度の影響は見られなかった。2)密詰めの豊浦砂とアメリカの標準砂(S.L.B砂)についての平面ひずみ圧縮試験から圧密時の応力経路の違いがせん断時の変形特性・強度特性に及ぼす影響は、せん断開始直後を除きかなり小さい。また、二つの応力状態の間でのひずみ増分は、その間の応力経路の影響をあまり受けないことが分かった。3)直方体供試体の側面上で面平行な方向の供試体の変形を横型局所変形測定装置で測定する新しい方法を開発した。この方法により拘束圧が変化する三軸圧縮試験での誤差を含まない正確な横方向ひずみが測定でき、誤差を含まない正確な土のポアソン比が測定できた。4)砂・密な礫に対して繰返しひずみ履歴を加えた後の三軸圧縮試験から得られた応力〜ひずみ関係は、E_<tan>増加型の傾向を示した。これは繰返し載荷の影響によりひずみの塑性成分が減少したためと考えられる。また、地盤材料の変形係数について、弾性ヤング率(非損傷)の軸応力依存性とせん断載荷による損傷に伴う低下、せん断載荷に伴う塑性化をモデル化することにより統一的に解釈できる見通しを得た。

Research Products

• [Publications] Tatsuoka,Fumio: "Measuring small strain stiffness of soft rocks" Geotechnical Engineering of Hard Soils-Soft Rocks. 809-816 (1993)
• [Publications] Tatsuoka,Fumio: "Importance of measuring local strains in cyclic triaxial tests on granular materials" Dynamic Geotechnical Testing : Second Volume ASTM STP1213. (1994)
• [Publications] 木幡行宏: "側圧一定三軸圧縮試験での弾性ヤング率のsigma_1依存性について" 土木学会第48回年次学術講演会講演概要集. III. 890-891 (1993)
• [Publications] 木幡行宏: "繰返し三軸試験によるセメント改良土の小ひずみにおける変形特性" 「地盤および土構造物の動的問題における地盤材料の変形特性-試験法・調査法および結果の適用-」に関するシンポジウム発表論文集. 285-290 (1994)
• [Publications] 木幡行宏: "三軸圧縮状態での地盤材料の変形係数に関する考察" 第29回土質工学会研究発表会講演概要集. (1994)
• [Publications] 鈴木正人: "堆積軟岩の三軸圧縮試験と繰返し三軸試験による変形特性の関連について" 第29回土質工学会研究発会講演概要集. (1994)