2022 Fiscal Year Annual Research Report
Settlement prediction and design optimization of peat ground improved by integrated pre-loading method
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19K04607
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
山添 誠隆 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60760238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 聡 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70470127)
荻野 俊寛 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (80312693)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 泥炭 / プレロード工法 / 長期沈下 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
北日本を中心に広く分布する泥炭地盤は、高圧縮性を示し、過剰間隙水圧消散後も粘性に起因する二次圧密が生じるため、構造物の建設では最終の構造物よりも大きな荷重を載荷させ、圧密が進行後に一部荷重を撤去するプレロード工法がしばしば用いられる。本工法では地盤内に過圧密領域を生成させるが、供用後も残留沈下が発生し、構造物の維持・管理に支障が及ぶことがある。本研究の目的は、構造物建設から荷重撤去後の再沈下までを一貫して定量的に記述できる汎用解析ツールの開発である。
最終年度の2022年度に実施した研究の成果は次のとおりで、当初のスケジュール通りに実施された。1)定ひずみ速度圧密試験機を用いた泥炭の膨張特性の把握と評価、2)観測的手法による改良効果（除荷後の沈下速度）の推定に関する提案、3)実施した実験および解析結果のとりまとめと論文執筆である。
研究期間全体で実施した研究成果をまとめると以下のようになる。1)荷重履歴を系統的に変化させた室内試験（長期圧密試験）の結果から、除荷を受けた泥炭の圧密挙動は有効応力と間隙比、粘塑性ひずみ速度の間に一意の関係があるとするアイソタック則によって説明できる可能性が高い。2)アイソタック則を粘塑性変形に適用した超過応力型Cam-clayモデルにより時間依存特性を数理モデル化し、新たに有限要素法プログラムを開発した。3)この汎用解析ツールを用いて室内試験の解析を行い、除荷を含む圧密挙動を良好に再現できることを示した。また、4)プレロード工法の一つとして位置付けられる真空圧密工法を適用した泥炭地盤の解析を行い、建設中から真空ポンプ解除後までの圧密挙動を実務的に許容できる精度で予測した。5)不均質な泥炭地盤への対応として、施行中の計測値から除荷後の沈下速度を予測する方法をアイソタック則に基づき提案した。
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