2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K06211
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
河井 克之 近畿大学, 理工学部, 准教授 (30304132)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地盤工学 / 土壌圏現象 / 自然災害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，降雨や地下水位上昇といった外水位変動，外力変化がもたらす変形によって，地盤内の空気相が封入もしくは漏出する挙動を明らかにすることにある．これまでも，地盤材料の透気性に関する研究はいくつかあるものの，様々な外的要因にさらされた地盤構造物において，内部の空気相が浸透特性のみならず変形特性に及ぼす影響を明らかにしたものは少ない．本研究では，模型実験と数値解析によって，地盤構造物中の空気の流れや封入圧の評価手法を確立し，災害時の警戒指針や地盤構造物の設計管理へ適用することを目指す．
今年度は，空気封入による影響が生じやすい高飽和度領域での空気挙動を精緻に表現できるモデルの開発に主眼を置いた．高飽和度領域では空気相体積が小さく，理想体積の状態方程式に照らし合わせるとわずかな体積変化が圧力の変化を生じさせるため，数値計算的な不安定が発生しやすい条件であった．また，間隙空気相の液相への溶解の影響も無視できなくなると考える．そこで，既往の土/水/空気連成問題の枠組みに気体溶解方程式を適用し，高飽和度領域での地盤材料の挙動予測を可能とした．得られたモデルを用いて，室内三軸試験時の間隙圧係数に及ぼす供試体初期状態および応力履歴依存性について，数値解析による検討を行った．その結果，これまで非排水三軸試験時の間隙水圧応答の感度や飽和状態を推定するために用いられてきたB値計測において，応力の与え方による差異が生じることが分かった．
また，同時に模型盛土試験を行い，降雨や蒸発といった自然の水収支条件での水圧，空気圧，含水率の計測を開始し，次年度以降順次計測データの検討を行っていくところである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた，高飽和度領域での不飽和状態を表現できるモデルの開発および初期値境界値問題としての定式化を行えた．また，２年目以降に予定していた実物大盛土における計測に着手でき．一方で，室内試験における供試体内不均一性の把握や高容量テンシオメーターの開発には至っていない．よって順調に進展しているものの，計画の変更が必要であるため当該評価となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度に開発した気相の液相への溶解を考慮した土/水/空気連成解析コードを用いて，非排水三軸試験挙動を表現できることが分かった．室内試験のような均一で応力作用方向も明らかな状態でも，空気圧および水圧の挙動が応力履歴で複雑に変化することが分かった．実地盤構造物では，幾何形状も境界条件もより複雑になるため，内部に応力，変形の局所化が生じるのは明らかである．そこで今後は実地盤構造物を模した外水位変動解析を行う．また同時に当該年度に設置した，実盛土での計測データとの比較により，解析の信頼性向上を目指す．同時に実施できなかった室内試験による地盤材料内不均一性の検討を行う．
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| Causes of Carryover |
当初予定よりも旅費に要する費用が少なく済んだので．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議参加時の参加費として計上する．
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[Presentation] 覆土工における排水能力の評価2015
Author(s)
岡田真理子, 生田勇輝, 飯塚敦, 河井克之, 坂尾亮太, 小原義之
Organizer
第50回地盤工学研究発表会
Place of Presentation
札幌 北海道科学大学
Year and Date
2015-09-01 – 2015-09-04
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