スレーキング現象の数値モデルによる記述と泥岩盛土の沈下安定性低下メカニズムの解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K14822
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 酒井 崇之 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20773592)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 泥岩 / スレーキング / 締固め / 盛土

Outline of Annual Research Achievements

①2020年度では、膨潤性鉱物を含む泥岩を用いて作製した供試体に対し乾湿繰返し圧縮試験を実施した。その結果、乾燥中に大きく圧縮し、水を含ませると膨潤することが明らかになった。また、既往の研究の結果と比較すると、膨潤性鉱物を含む泥岩の方が、乾湿繰返し中の圧縮量や膨潤量が大きくなることが明らかになった。乾湿繰返し圧縮試験を実施したのちの供試体に対し、非排水三軸圧縮試験を実施したところ、同じ密度に締め固めた場合、乾湿を与えた方が、せん断強度が弱くなることが明らかになり、膨潤性鉱物を含む泥岩であっても、膨潤性鉱物を含まない泥岩と同じ傾向が得られた。
②京川ら(2020)の膨潤性鉱物を構成則に導入する方法を用いて、SYSCam-clayモデルを膨潤性鉱物を有する土の挙動を表現できるよう拡張した。一方、膨潤性鉱物を含む泥岩に対して浸透圧圧密試験を実施し、溶液中にイオン濃度に応じた圧縮挙動の把握に努めた。そして、実施した浸透圧圧密試験の結果を表現することで、膨潤性鉱物に関する材料定数を同定することに成功した。
③二重構造の違いが締固めた泥岩の力学挙動に及ぼす影響に関して、三軸圧縮試験を用いて調査した。その結果、圧縮曲線が若干変化することが明らかになったことから、弾塑性パラメータを変化させることにより、この違いを表現できる可能性があることを示すことができた。一方で、限界状態線については、特に変化が見られなかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験については、必要な試験はほぼ実施することができており、当初の予定よりも進捗している。一方で、本研究では、二重構造の違いを表現するために、マルチスケールモデルの導入を検討しており、2020年度時点で構築する予定であったが、また実現できていない。しかし、マルチスケールモデルを導入しなくても、構成則の改良のみで、二重構造の違いを表現できる可能性が分かってきたので、マルチスケールモデルの導入自体を見送る可能性はある。

Strategy for Future Research Activity

膨潤性鉱物を含む土の挙動を表現しうる構成則の開発は概ね完了した。しかし、パラメータの設定については、実験を重ねることで、さらに精度を向上させたい。
二重構造の違いについては、現時点では、極端なパターンのみ実施しているため、その中間の状態についても把握していき、構成則に導入する予定である。
なお、二重構造の違いについては、膨潤性鉱物を有さない泥岩であっても関係する現象であるため、他の泥岩についても同様の実験を実施し、挙動を確認できればと考えている。