飽和粘土の変形の局所化挙動とその予測法に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650568
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 岡 二三生 岐阜大学, 工学部, 教授 (10111923)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沢田 和秀 岐阜大学, 工学部, 助手 (30273121) ; 八嶋 厚 岐阜大学, 工学部, 助教授 (90144394)
• Keywords: 飽和粘土 / 局所化 / 自然粘土 / サンプリング / 多軸試験 / 有限要素法

Research Abstract

本研究においては、自然粘土の大口径サンプリング(現有のサンプラーを使用)を実施し、多軸試験用の試料を得た。
次に、多軸試験機を用いた平面ひずみ試験を実施し、せん断帯の形成過程を明らかにした。破壊近傍でのせん断帯の生成や含水比の分布等が明らかとなった。
実験結果に基づき、粘土の弾粘塑性構成式を用いた解析を行い、有限変形有限要素法による数値シミュレーションを実施した。用いるモデルは、材料の劣化を考慮しうるひずみ軟化型構成式であるが、弾粘塑性型であるので、境界値問題が適切に定義でき、すなわち解がユニークにかつ安定に求められた。
自然粘土の多軸試験を実施することにより、数値シミュレーションについては、破壊時近傍での不安定性を取り除くために、新たに開発した、塑性ひずみ勾配依存型構成式を用いた。しかしながら、空間2階勾配の計算のために、非常に複雑なアルゴリズムを提案したために、大規模な数値解析はできなかった。この問題を解決するため、平成8年度においては、硬化パラメータの塑性体積ひずみを8節点で定義し直し、新たな数値解析プログラムを作成することとする。

Research Products

• [Publications] Fusao Oka: "A Strain Localization Analysis Using a Viscoplastic Softening Model for Clay" Int.J.Plasticity. 11. 523-545 (1995)
• [Publications] Fusao Oka: "A Cyclic Elasto-Viscoplastic Model for Cohesive Soic" Proc.11th European Regional Conf on Soic Mech.and Found.Engr.1. 145-150 (1995)
• [Publications] Fusao Oka: "On the Effect of kinematic Hardening Rule in a Three Dimensional Consolidation Analysis" Proc.Int.Sympo.on Compression and Consolidation of Clayey Soils. 1. 355-360 (1995)
• [Publications] 岡二三生: "粘土の変形局所化解析におけるメッシュサイズ依存性について" 応用力学連合講演会講演集. 1. 43-44 (1995)
• [Publications] 岡二三生: "一次元ひずみ勾配依存粘塑性モデルによる局所化解析" 第30回土質工学研究発表会論文集. 2. 1251-1252 (1995)
• [Publications] 岡二三生: "正規圧密粘土の変形局所化解析" 土木学会第50回年次学術講演会概要集. 2. 734-735 (1995)