2021 Fiscal Year Annual Research Report
NINC型計測を導入した第４世代地盤材料変形試験システムの確立
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19H02230
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西村 聡 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70470127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑野 玲子 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80312974)
大坪 正英 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80804103)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 地盤工学 / 室内土質試験 / 地盤材料 / 力学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、非貫入（NI）・非接触（NC）型計測に基づく新世代の地盤材料変形試験システムを構築し、研究・実務への適用性・有用性を、実験的・解析的研究により示すことを目的としており、上記システムの基本要素となる個々の技術の開発と改善を行うとともに、幅広い土質を対象にその適用性を検証した。従来の土質変形試験は、動的応答解析に用いる微小ひずみ剛性、掘削等に伴う地盤変形予測に用いる中ひずみ域変形特性、そして崩壊予測や地盤沈下解析に用いる大ひずみ域変形特性の把握と目的をわけて実施されることが多いが、これらを一つのパッケージとしての統合できる試験法として、供試体への貫入が不要な接触型ディスク振動素子による微小ひずみ剛性計測、ケーブル・止水等が不要な画像相関法・三次元ステレオフォトグラメトリーを用いた光学的な小～大ひずみ挙動計測法、および異方弾性理論に基づいた非排水載荷による排水（有効応力）剛性パラメタ値の同定手法を統合的に三軸試験装置に実装することに成功し、従来型の難易度の高い試験と同等の結果が得られることを確認できた。ディスク型振動子については、従来型のベンダーエレメントにまつわる境界条件の影響などの不確定性を実験的・解析的に明らかにし、異方剛性のより正確な評価に必要な知見を得ることができた。光学的ひずみ計測についても各段の進展を見ることができ、0.001%オーダーの変位を三次元的・フルフィールドで安定的に計測することに成功し、新たに考案したDIC（画像相関法）とPTV（粒子追跡流速法）のハイブリッドアルゴリズムにより、高速で効率的に標点変位を算出するシステムを開発した。また、従来の装置において間隙水圧の計測に基づき、土質試料の多方向の剛性計測を飛躍的に簡略化できる技術の実証を行った。これらはいずれも地盤工学最高峰の英文ジャーナルに公表された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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