2021 Fiscal Year Annual Research Report
Enhanced analysis of elastic wave propagation and development of soil health monitoring system
| Project/Area Number |
19K15084
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
大坪 正英 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80804103)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 地盤工学 / 波動伝播 / 地盤剛性 / 室内試験 / 個別要素法 / 模型実験 / 地盤陥没 / 内部侵食 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、地盤性能設計の普及に伴い需要が高まる速度検層における弾性波計測結果の新たな活用手法について、基礎的な検討を行うことである。最終年度（三年目）では以下の具体的な課題に対する室内試験および個別要素法(DEM)数値解析を実施した。
・地盤降伏過程の評価：前年度から継続して、粒子形状の異なる砂質土を用いた三軸圧縮試験を実施した。本年度は表面粗度の影響を加味するために、非球形ガラスビーズを用いた実験も取り入れた。繰返し載荷を受ける供試体に対する波動伝播特性の変化をモニタリングした結果、単調載荷時の挙動と同様に、材料の降伏過程とせん断波速度には密接な関係がある事を確認した。個別要素法では、せん断波速度と圧縮波速度は粒子間平均接触点数の多さ及び接触方向の偏りを敏感にとらえていることを示す結果を得た。
・道路陥没危険度評価：土粒子間の表面張力を考慮したDEM解析手法を用いて、地盤内空洞周辺の波動伝播特性を研究した。鉛直方向・水平方向のPS検層に加え、本年度は表面波探査における波動伝播機構の解明に取り組んだ。表面波が地中空洞近傍に入射する際に、地盤表面に向かう反射波と空洞まわりを回折して直進する波が存在することが確認された。この反射波の成分を地盤表面で測定することができれば地中空洞の検知技術の開発につながると考えられる。
・浸透による細粒分流出の検知：前年度に引き続き、主に細粒分含有率を変化させたギャップグレード材料を用いた実験を行った。細粒分含有率が25%~35%の間で弾性波速度および周波数特性が大きく変化する結果を受け、粒状体における波の分散関係に基づく理論的な説明手法について研究を行った。また、これまで準備を進めてきた細粒分流出過程でのせん断波のモニタリング試験を開始することができた。細粒分の流出に伴うせん断波シグナルの変化が確認されているため、詳細な分析を進めている。
|
