粒子特性に基づく下負荷面モデルの材料パラメータ決定法の構築

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19780180
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 瀬戸内 秀規 University of the Ryukyus, 農学部, 准教授 (90305186)
• Keywords: 土木材料 / 地盤工学 / 粒状体 / 粒子特性 / 強度

Research Abstract

本研究では瀬戸内・小宮(2006)が報告した粒状体における粒子特性としての粒子形状と状態量としての間隙比およびせん断強度の関係図を,より客観的に検証するために,人工材料(金属,合成樹脂)からなる粒状体を用いて粒子形状と間隙比およびせん断強度の関係を調べた.さらに,ピーク時のせん断強度は正のダイレイタンシーの大きさに支配されることを考慮して,ピーク時におけるダイレイタンシー係数と粒子形状の関係を調べた.得られた主な研究成果は以下のとおりである.
1.粒子形状と最大・最小間隙比および最上式のκ値との関係において,金属および合成樹脂材料は既往の報告のシリカ砂の関係と同等か,シリカ砂と石灰質砂の中間的な関係を示した.
2.限界状態におけるせん断強度は,粒子形状によって一義的に決定される.
3.本研究の結果は,瀬戸内・小宮(2006)が報告した粒子形状と間隙比およびせん断強度の関係図に適合し,その妥当性が実証された.
4.最大の正のダイレイタンシー角は,初期間隙比e0に依存しその大きさは変化するが,ln e0-ダイレイタンシー角の関係で整理すれば全ての材料でダイレイタンシー角の大きさはln e0に対して直線で関係づけられる.また,この直線の切片の大きさは,粒子形状が粗いほど大きな切片となり,ダイレイタンシーの発現において粒子の形状が大きな影響を与えることが明らかとなった.
*瀬戸内秀規・小宮康明:シリカ砂および石灰質砂の粒子形状と間隙比および内部摩擦角の関係,地盤工学ジャーナル,vol.1,No.4,169-174,2006.