2019 Fiscal Year Annual Research Report
Three dimensional continuous visualization and numerical simulation for soil-pile system
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17K14726
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
野々山 栄人 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 講師 (00624842)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 可視化 / 杭基礎 / 模型実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は土を模擬した透明粒子（石英）と，その粒子と同じ屈折率を有する整合液を用いて透明模型地盤を作製し，杭基礎に外力を作用させたときの杭基礎およびその周辺地盤の変形挙動を時間的に連続可視化する方法の確立を目指すものである．
令和元年度は，透明土を用いて，開発した杭の水平載荷装置による水平載荷・可視化実験を実施した．整合液の液温が可視化結果に大きく影響を与えることから，実験は室温一定の恒温室内で実施した．地盤条件として密な飽和地盤を想定し，液温を制御した液中落下による地盤作製法を用いて地盤を作製した．地盤内の変形の様子を可視化するために，着色したカラートレーサー粒子を地盤内に配置した．模型杭はアルミ製の単杭で，杭先端を固定した支持杭とした．模型杭の表面には2対のひずみゲージを一定間隔で取り付けた．トレーサー粒子も杭表面に取り付けて，画像解析で杭表面の変形を捕捉できるようにし，2台のカメラで載荷中の様子を同期撮影した．
PTV画像解析から得られた地盤中の杭のたわみは，杭頭の水平変位量が小さい時は，従来のひずみゲージで得られた曲げひずみから計算したたわみと一致する結果が得られた．杭頭の水平変位量が大きく，塑性変形した後の挙動も，画像解析からその挙動を時間連続的に捕捉することに成功した．杭頭を載荷することで，地盤が変形し，地盤の密度分布が変化する一連の変形過程の三次元的な挙動を観察することができた．
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