土壌槽試験における土の変形・応力測定/算定オンライン・システム

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07456157
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 橋口 公一 九州大学, 農学部, 教授 (10038250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 英二 九州大学, 農学部, 助教授 (00184739) ; 上野 正実 琉球大学, 農学部, 助教授 (50145546)
• Keywords: 土壌槽 / 車輪 / ひずみ / 計測システム / 画像解析 / オンライン

Research Abstract

圃場機械の研究においては、,作業の結果,その対象となる土に生じる変形,応力状態を把握することが重要である.先に,本研究の代表者らが提案したクロス(十字)または黒丸を描いた直径5mmのポリエステル製のマ-カを多数,透明な土槽内壁に配置し,土に追随するこれらの動きを観察/測定する“マ-カ法"の実現に向けて究明を行い,以下の結果を得た.
1.土槽壁にマ-カを配置し,車輪走行試験を行ない,マ-カの動きを観察,撮影した.そのさい,マ-カに対応する部位に,土槽進行方向に垂直向きに細い真直棒を配置し,試験後,掘り起こして,これらの位置と比較することにより,マ-カの追随の難易を調べた。この結果、マ-カとしては,直径3mmの黒丸を印字した直径5mmのポリエステル製とし,その後部に長さ5mmの突起を付けた形状が妥当であり、また、これらを土の充填前に透明側壁に水で付着させ、乾燥する前に土を入れることにより、土の力学的性状に影響を与えることなく、所期の目的を達し得ることが把握された.
2.マ-カの動きを撮影する具体的方法として,種々検討した結果,4,800個の感光素子が一列に並らべられたラインシフトカメラによって撮影し、画像処理する方式により、所期の精度でマ-カの動きを自動的に撮影、記録することが実現されるとの結論に達した.
3.隣接するマ-カ点を結んで形成される3角形または4角形要素を対象に,測定されたマ-カ点の変位を適合方程式に代入することにより,各要素内の刻々のひずみ増分(変形勾配の対象部分)および種々のひずみ(Cauchyの微小ひずみおよびGree(Lagrange)とAlmansi(Euler)の有限ひずみの3種)の自動算定プログラムを作成した.