2021 Fiscal Year Annual Research Report
土粒子の破砕に及ぼす高圧応力履歴の影響に関する研究
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19K04690
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
山本 春行 広島大学, 国際協力研究科, 名誉教授 (60158293)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 粒子破砕 / 高圧圧縮実験 / 粒度分布 / 体積圧縮 / 粒子破砕量 / 平均応力 / 偏差応力 / 偏差ひずみ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高圧条件下では砂や礫などの粒状材料を構成する個体粒子の一つ一つが破砕する粒子破砕現象が生じる。粒子破砕が生じることにより粒状材料の骨格構造が変化し、圧縮特性やせん断特性に大きな影響を与えることが知られている。特に杭の先端近傍地盤には数十MPaにも及ぶ高圧力が作用するために破砕性が卓越する砂地盤では粒子破砕が生じ、圧縮ひずみの増大やせん断抵抗角の減少などを引き起こす。
地盤工学に関連する多くの問題は地表面近くの比較的低い圧力条件のもとで発生するために、高圧下での砂の変形・強度特性を論じたものは比較的少ない。しかし、大規模なアースダムや掘削トンネル、特に打込み杭の先端部などでは粒子破砕が顕著になる高圧力が作用することが知られており、高圧条件下での粒子破砕に伴う粒状材料の力学特性を調べることは重要である。
本年度は平均応力pと偏差応力qを独立に制御できる剛盤載荷型高圧圧縮試験機を用いて破砕試験を行い、粒状材料のせん断挙動に対する粒子破砕の影響について考察した
豊浦珪砂の破砕実験から得た偏差ひずみを塑性成分と弾性成分に分離し、それぞれの成分毎に平均応力pならびに偏差応力qから成る回帰近似式を定めた。これらの回帰式から推定される偏差ひずみは実験値に整合している。
ただし、これらの結果はpを一定にしてqのみを増減させた場合の一つの応力経路での破砕実験結果から導かれたものであり、今後、pとqが同時に変動する場合や他の粒状材料に対する適用性について検討する必要がある。
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