2022 Fiscal Year Annual Research Report
Liquefaction characteristics of soils with aging effects at a wide range of strain levels and development of its evaluation method
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20H02240
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
清田 隆 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70431814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 恭平 京都大学, 防災研究所, 准教授 (60649490)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 液状化 / 年代効果 / 土粒子構造 / セメンテーション / 大ひずみ / シミュレーション / 三軸試験 / 中空ねじりせん断試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震時に砂質地盤で発生する液状化現象について、その強度変形特性に影響を及ぼす地盤の年代効果は、地盤の密度、土粒子構造、およびセメンテーション効果に起因すると考えられる。昨年度までの検討では、一般的な砂質土に対し、土粒子構造とセメンテーションを反映するパラメータとして地盤内を伝搬するせん断波速度を利用し、液状化強度変形特性との関係、および新しい液状化強度評価手法への適用を試みた。２０２２年度は更に、液状化特性に大きな影響を及ぼす粒子破砕性にも着目した検討を火山灰土を対象に実施した。その結果、土粒子の破砕強度を指標とすることで、火山灰土に対しても新しい液状化強度評価手法の枠組みを利用できることが示された。
また、従来の数値解析では大ひずみレベルの液状化挙動を合理的にシミュレーションできないことが指摘されていたが、有限変形理論に基づくひずみ空間多重せん断モデルに累積損失エネルギーに応じた内部摩擦角低減率の提案式を組み込むことで、ひずみの進展に伴う内部摩擦角の低下を有効応力法に基づく大変形解析プログラムにより考慮できることが確認された。特に大ひずみ液状化試験をターゲットとしてせん断ひずみ40%以上の大ひずみ領域を含む要素シミュレーションを実施したところ、従来のプログラムでは表現しきれなかった大ひずみ領域におけるひずみの進展が適切にシミュレートできることが明らかとなった。 また、セメンテーション効果を有する砂質土の液状化挙動を有効応力解析により表現するには、セメント添加率等に応じてひずみ空間多重せん断モデルにおけるパラメータの調整が必要であることが示された。具体的には、土の体積弾性係数の拘束圧依存性に関するモデルパラメータと、膨張的および収縮的ダイレイタンシーに係るパラメータを調整することで、軽度なセメンテーション効果を有する砂質土の液状化挙動を適切に表現できることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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