2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of instability phenomenon of geomaterial at ultra-high speed loading using explosive force
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17K18964
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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 |
宮田 喜壽 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, 教授 (20532790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠田 昌弘 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, 准教授 (30462930)
別府 万寿博 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, 教授 (90532797)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 爆発作用 / 超高速載荷 / 地盤材料の変形強度特性 / 斜面 / 安定解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、防衛大学校内にある爆破実験棟において、斜面地盤を対象とした高速載荷実験を実施して、超高速載荷時の地盤の不安定化現象を解明することを目的とする。本研究では、斜面地盤の高速載荷実験、高速載荷時の地盤材料の変形強度特性の把握、斜面安定解析を実施する。
平成30年度では、高速載荷時の地盤材料の変形強度特性を把握するため、手動による重錘落下試験と、防衛大学校内の爆発実験棟において、爆発による高速載荷を実施した。重錘落下試験では、地盤材料の拘束圧を4種類設定して、5kgの重錘を50cmの高さから落下させて高速に載荷した。爆発載荷実験では、昨年度製作した耐爆性能の高い鉄製セル内に、拘束圧を一定の状態で保持した供試体に対して、鉛直方向に高速載荷した時の荷重―変位を計測した。重錘落下試験の結果、静的載荷試験結果から得られた強度定数と比較すると、高速載荷試験で得られた強度定数は、内部摩擦角が減少して、粘着力が増加する結果となった。爆発作用による高速載荷試験では、試験装置の底盤を爆発ピット内の地盤に埋設して反力をとったものの、爆発による衝撃により試験装置全体が振動した。爆発作用による高速載荷試験では、爆発による衝撃により応力が振動しているものの、振動の基線は静的載荷や重錘落下試験結果とほぼ同じであることが確認できた。以上より、爆発作用による高速載荷では、明確な載荷速度依存性は確認できなかった。また、同時に行われた斜面の載荷試験では斜面は崩壊しなかった。静的・高速載荷試験から得られた強度定数を用いて斜面の安定解析を実施した結果、盛土高さが低い場合には、粘着力の大きい高速載荷試験から得られた強度定数を用いた方が、安全率が高くなった。一方、高速載荷試験で得られた強度定数は相対的に内部摩擦角が小さいため、盛土高さが高さに応じた強度増加率が相対的に小さいため、安全率が小さくなった。
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