2016 Fiscal Year Annual Research Report
浸透条件下の盛土構造物の崩壊機構の解明と合理的な設計・照査法の提案
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16H04412
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
小高 猛司 名城大学, 理工学部, 教授 (00252271)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 盛土 / 浸透 / 河川堤防 / 吸水軟化 / 三軸試験 / 細粒分 / 礫質土 / 砂質土 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
浸透条件下の盛土構造物の崩壊機構を解明し，合理的な設計・照査法を提案することを研究の目的としている。そのため，研究初年度の平成28年度は，浸透時の有効応力の変化と浸透による細粒分流失に伴う粒度変化に着目し，礫質土を含む盛土材料の力学挙動の変化について三軸試験を用いて検討を行った。具体的には，砂質土については，細粒分流失を模擬してあらかじめ細粒分含有率を低下させた砂質土供試体を作製し，細粒分含有率，間隙比，相対密度をパラメータとして，それぞれの影響について検討した。その結果，細粒分含有率の低下にあわせて間隙比が増加した供試体においてはせん断強度が低下するが，細粒分の流失に伴い間隙も減少すると仮定して同じ間隙比で比較した場合には，細粒分含有率の低い供試体においては，粗粒径の土粒子が構成する卓越した骨格構造によって一見せん断強度の向上が見られるものの，脆性的な破壊挙動を呈する材料となることがわかった。
また，細粒分を多く含有する中間土においては，浸透条件下での有効応力低下に伴う破壊挙動の観察を行った。具体的には，排水条件にて初期せん断を与えたのちに，軸差応力一定条件下で，間隙水圧を上昇させて限界条件に至らしめる試験を行った。中間土の粒度，間隙比などの条件によって，最終的に到達する応力比が異なることが示され，通常の三軸試験からは設定が難しい，浸透時の低拘束圧条件下でのせん断強度評価を評価する試験手法（吸水軟化試験）を提案することができた。さらに，礫質土についても大型三軸試験を用いて，同様の検討を開始した。現状では，礫質土の現場密度を再現した三軸試験を実施し，礫質土特有のゆる詰めせん断挙動の把握を行うとともに，吸水軟化試験を実施して礫質土の場合には，通常の三軸試験ではゆる詰め挙動を示す供試体であっても，低拘束圧条件下では比較的大きなせん断抵抗を示すことを明らかにした。
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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
浸透条件下における盛土材料の力学挙動について，三軸試験を用いて解明が進んでいる。特に浸透に伴い有効応力が低下する低拘束圧条件下での地盤材料の強度特性の評価手法の整備が進んでおり，合理的な設計法の構築に向けては着実に進展している。また，細粒分流失に伴い粒度分布が変化する砂質供試体に対する系統的な三軸試験も進んでおり，すでにモデル化に向けたステップに入っている。一方，浸透条件下でのせん断に伴う細粒分流失機構とせん断特性の把握については，試験装置の開発が若干遅れた。しかし，すでに試験装置の整備が終わり，試験の実施段階に入っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね順調に研究が進行しており，前年度に引き続いて各種の実験的研究を進める。一方，試験装置の整備が若干遅れた浸透条件下でのせん断試験に関しては，前年度の遅れをカバーするように試験を進める。一方，平成29年度は，前年度実施した試験のシミュレーションを実施し，理論的な検討も進め，合理的な設計法・照査法の構築に向けて研究を遂行する。現在試行段階の礫質土の吸水軟化試験についても系統的に進める。
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