2022 Fiscal Year Annual Research Report
変形性粒子を含む混合土の圧縮成分とそのモデル化に関する研究
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19K06298
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
木全 卓 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (60254439)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 範之 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (00314972)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 変形性粒子 / 混合土 / 圧縮成分 / モデル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、使用済みの発泡スチロールや廃タイヤなどを地盤材料として有効にリサイクルすることを念頭に、土粒子と違って変形性を有する粒子を含む土塊が圧縮される際の力学的なメカニズムを粒子レベルのミクロな観点から解明し、圧縮量を成分に分けてモデル化することで、リサイクル地盤材料の有効利用に貢献することを目的としている。その際、圧縮成分としては、(1)「粒子自身の圧縮量」、(2)「粒子の変形による間隙部分の圧縮量」、(3)「変形した粒子が側方の間隙に入り込むことで生じる圧縮量」の３つに分類している。
４年目となる最終年度も従来に引き続いてゴム棒とアルミ棒を混合した積層体の一次元圧縮試験を行い、断面の圧縮状況（円柱状の棒なので断面は円になる）を画像解析することにより混合体としての圧縮量を成分に分けて計測・評価することを試みた。具体的には、ここまでの研究でモデル化に苦慮してきた(3)の成分に着目し、これを個別に抽出・評価できるようにするため、撮影画像からひずみの分布を測定することができるデジタル画像相関法を用いることとした。その結果、(3)の成分が個別に抽出することが可能になり、この成分は圧縮がある程度進行してから発生するものであるなどの特性が明らかになった。よって、この圧縮成分(3)を最小応力に閾値を持つ1次関数で近似することとした。以上によりすべての圧縮成分の算出モデルが出そろったため、最後に積層体全体の圧縮挙動を予測してみた結果、概ねうまく再現することができた。
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