2016 Fiscal Year Research-status Report

変形性粒子を含む混合土の圧縮モデルの構築に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16K07947
Research Institution	Osaka Prefecture University
Principal Investigator	木全卓大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (60254439)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小林範之愛媛大学, 農学研究科, 教授 (00314972)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords	変形性粒子 / 混合土 / 圧縮特性 / モデル化
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，廃棄発泡プラスチックや廃タイヤなどの廃材を地盤材料として有効にリサイクルするため，骨格中に変形性を有する粒子を含む混合土の圧縮メカニズムを解明し，これをモデル化してリサイクル地盤材料の有効利用に貢献することを目的としている。１年目の本年度は，チップ状試料を用いた混合体模型の一次元圧縮試験を行って変形性粒子を含む混合土の基本的な圧縮特性を把握するとともに，試験の結果を数値解析においてもシミュレーションできるようなＤＥＭ解析手法の確立を目指した。一次元圧縮試験は研究代表者が行った。均一粒径のゴムチップ・アルミチップ混合体を供試体としたが，変形性粒子を含む混合土特有の圧縮成分に着目するため，粒子の移動が生じない最密状態での一次元圧縮試験を実施して検討を進めた。その結果，混合体の圧縮量は混合比とともに増加するが，偏った混合割合になると骨格を支配している粒子の影響が大きく現れるなど，変形性粒子に起因する特徴的な挙動もいくつか把握することができた。また，圧縮状況を幾何学的に考慮して計算すると混合体の圧縮量がそれなりに予測できることも示され，モデル化の可能性も見えてきた。一方，数値解析については研究分担者が行い，変形性粒子を含む混合土の挙動を表現できるＤＥＭ解析プログラムの開発を行った。変形性粒子を表す要素ユニットを考案・設定してプログラムに組み込み，混合土の基本的な挙動のシミュレーションを行った結果，混合比に応じて挙動が変化する傾向などをうまく表現できることが確認できた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 今年度は，チップ状試料を用いた混合体模型の一次元圧縮試験を行って変形性粒子を含む混合土の基本的な圧縮特性を把握するとともに，試験の結果を数値解析においてもシミュレーションできるようなＤＥＭ解析手法の確立を目指して研究を進めてきた。その結果，「研究実績の概要」にも示したとおり，一次元圧縮試験についてもＤＥＭ解析手法についてもこれらの目標は概ね達成されたと判断されるため。
Strategy for Future Research Activity	基本的には当初の研究目的や研究実施計画に大きな変更はなく，今後もこれに従って研究を推進するつもりである。具体的には，平成２９年度に一次元圧縮における混合体の圧縮特性についてとりまとめた後，まずは二次元（積層体）状態におけるモデル化を検討する。これにはＤＥＭによる数値解析も重要になると考えており，変形性粒子に起因する３つの圧縮成分をそれぞれ個別にモデル化することを目指す。そして，平成３０年度には三次元状態における検討へと研究を発展させ，新たな実験やＤＥＭ解析を展開していく。最終年度である平成３１年度には変形性粒子を含む混合土の圧縮モデルを構築し，研究のとりまとめを行うつもりである。
Causes of Carryover	本年度は，研究代表者に約３０万円，研究分担者に５０万円の次年度使用額が生じた。研究代表者については，本務の都合で当初予定していたインドで開催される国際会議に出席出来なくなったことによるもので，旅費とその他（学会参加費）である。研究分担者については，Windows のバージョンアップによってソフトウェアの開発環境に不具合が生じるのを避けるためにＰＣ等の購入を見送ったことによるもので，物品費が中心である。
Expenditure Plan for Carryover Budget	研究代表者は平成28年度に開催されたインドの国際会議に出席出来なかった代わりに，平成３０年に韓国で開催される国際会議に出席できるよう準備を進めており，金額や費目はそのままこちらに回す予定である。既に平成２８年度の研究成果をとりまとめる内容のAbstractを提出したが，現段階ではこれが受理されて本論文の提出を依頼されている状態である。一方，研究分担者についても，繰越となった物品費はトラブルを避けるために見送ったＰＣ等の購入に使用する予定であり，金額や費目はそのままで平成２９年度以降にタイミングを見計らって執行する予定である。