1996 Fiscal Year Annual Research Report
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
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07650568
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| Research Institution | GIFU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
岡 二三生 岐阜大学, 工学部, 教授 (10111923)
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| 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)
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| Keywords | 飽和粘土 / 粘塑性体 / 変形の局所化 / せん断帯 / 不安定性 / 波動伝播 / 非局所性 |
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| Research Abstract |
地盤材料が破壊する場合、均一変形からある狭い範囲に変形が集中して行き、せん断帯が発生する変形の局所化現象が観察される。このような現象は、地滑りや地盤の破壊におけるすべり面の発生として、古くから知られている。したがって、地盤の破壊現象を把握し予測するためには、是非、この現象のメカニズムを明らかにする必要がある。本研究では、間隙水圧の存在により観察が困難である研究例の少ない粘性土を取り上げた。本研究においては、まず、自然粘土の試料を用いた非排水平面ひずみ試験を多軸試験機を用いて、せん断帯の形成の様子を観察した結果に基づき、特に、せん断帯の位置、角度と幅に注目した。このような飽和粘性土の変形の局所化について、非局所および局所型のひずみ軟化型粘塑性モデルを用いて問題を定式化し、数値シミュレーションを行った。解析はUpdated Lagragian法による有限変形有限要素法を用い、内部の水の移動を考慮した2相系解析を行なった。得られた主要な結果は、以下のようである。ひずみ軟化を考慮した足立・岡の粘塑性モデルはひずみの局所化を表現しうることが明らかとなった。また、間隙水圧の発生はせん断帯の周辺で多く、このことは、平面ひずみ試験で調べられた結果、非排水せん断後にせん断帯では他の部分に比べて、含水比は小さかったことに対応している。透水係数の小さい粘土ほど、せん断帯の発生は顕著である。せん断帯の幅は、塑性体積ひずみの空間二階勾配によって表現できる。また、このようなひずみの勾配の導入はモデルをより保存的なものとすることが明らかとなった。
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[Publications] Fusao Oka: "On the solution of gradient-dependent viscoplastic model" Proc.5th Int.Symp.on Plasticity and Its current applications,Gorden and Breach Pub.Co.435-438 (1995)
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[Publications] Fusao Oka: "A strain localization analysis of clay using a strain Softening viscoplastic model" International Journal of Plasticity. 11(5). 523-545 (1995)
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[Publications] Fusao Oka: "A gradient-dependent elastic model for granular materials and strain localization" Continuum Models for Materials with Microstructure ed by H.B.Miihlhaus,John Wiley and Sons. 145-158 (1995)
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[Publications] Miihlhaus: "Dispersion and Wave Propagation in Disrete and Continuous models for granular materials" Int.J.of Solids and Structures. 33(9). 2841-2858 (1996)
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[Publications] Fusao Oka: "Dynamic and quasi-static characteristics of gradient-dependent viscoplastic model" Proc.3rd Asia-Pacific Symp.on Advances in Engng.Plasticity and its applications,Abe & Tsuta eds,Pergamon. 561-566 (1996)
