空間滑動面(SMP)規準による地盤材料の(p、q)系弾塑性モデルの3次元化

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650493
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 松岡 元 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90027277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 健一 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (50271648)
• Keywords: 弾塑性 / 構成式 / 三次元 / 地盤材料 / 強度 / 変形 / 数値解析 / 不飽和土

Research Abstract

現在世界中で提案されている地盤材料の弾塑性モデルのほとんどは(p、q)系のものである(p:平均主応力、q:偏差応力)。これらのモデルではExtended Mises規準を土のせん断降伏とせん断破壊の規準として採用している。しかし周知のように土の実測データをよく説明する破壊規準あるいはせん断降伏規準はExtended Mises規準ではなくMohr-Coulomb規準や空間滑動面(SMP)規準などであると考えられる。そこで、本研究の目的は、3次元応力下での地盤材料(特にc-φ材料)の弾塑性構成式を提案し、実際問題に適用することである。今年の研究実績は次のようなものである。
1.3次元応力下で地盤材料である不飽和土やD級軟岩の変形・強度特性を調べるため、不飽和三軸試験機や中型三軸試験機を用いて、締固め不飽和土や現場から採取したD級軟岩の排水三軸試験を実施した。
2.3次元応力下での変形・強度特性の拘束応力依存性を表現できるc-φ材料の弾塑性構成式を提案し、セメント混合砂や不飽和土やD級軟岩などの三軸試験データを用いて検証したところ、提案構成式の予測能力がよいことが実証された。
3.提案した3次元応力下での地盤材料の変形・強度特性の拘束応力依存性を表現できる弾塑性構成テンソルを誘導し、この構成式を用いてD級軟岩基礎上に建設するロックフィルダムなどの実際の境界値問題を有限要素法で解析し、現場で実測した沈下、側方変位、間隙水圧および土圧の値と比較した。予測値と実測値はかなり近いことがわかった。

Research Products

• [Publications] 孫徳安, 松岡元他2名: "拡張SMP規準による変換応力と種々の地盤材料の弾塑性モデルへの適用"土木学会論文集. 680/III-55. 211-224 (2001)
• [Publications] 原忠, 竹澤請一郎, 工藤アキヒコ, 松岡元, 孫徳安: "築堤時のロックフィルダム材料の弾塑性モデルとFEM解析(その1)-三軸試験データによるモデルの適用性の検討-"土木学会第56回年次学術講演概要集. III. 598-599 (2001)
• [Publications] 本田秀樹, 孫徳安, 松岡元他3名: "築堤時のロックフィルダム材料の弾塑性モデルとFEM解析(その2)-正負のダイレイタンシーを表現できる構成式を用いたFEM解析-"土木学会第56回年次学術講演概要集. III. 600-601 (2001)
• [Publications] 孫徳安, 松岡元他5名: "三軸試験によるD級軟岩の変形・強度特性"第37回地盤工学研究発表会. (発表予定). (2002)