2012 Fiscal Year Research-status Report
粒子の弾塑性変形と破砕に着目した多孔質粒状体の強度変形特性と地盤調査法の提案
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23760448
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| Research Institution | National Institute of Occupational Safety and Health, Japan |
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Principal Investigator |
吉川 直孝 独立行政法人労働安全衛生総合研究所, 建設安全研究グループ, 研究員 (60575140)
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| Keywords | 軽石 / コーン貫入試験 / 個別要素法 / 画像解析 |
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| Research Abstract |
(1)遠心模型実験装置を用いたコーン貫入試験：豊浦砂に対してコーン貫入試験を行い、先端抵抗値、周面摩擦を計測した。既往の研究結果と比較したところ、精度良く先端抵抗値、周面摩擦を計測できていることがわかった。また、軽石に対してコーン貫入試験を実施し、Robertsonの土質分類図にプロットしたところ、豊浦砂との相違が確認でき、軽石を土質分類図から判別できる可能性が示唆された。
(2)要素試験：軽石に対して、三軸圧縮試験、等方圧密試験を行い、応力ひずみ特性等を評価した。せん断初期にはほとんど軸方向のみに圧縮され、側方ひずみはほとんど発生せず、著しい圧縮性を示した。また、軽石粒子においては、等方的な応力よりもせん断応力の方が粒子破砕を生じさせやすいことも明らかとなった。
(3)単粒子破砕試験：軽石粒子30個に対して、単粒子破砕試験を実施した。単粒子破砕強度も豊浦砂粒子と比べ、非常に小さいことが明らかとなった。
(4)マイクロCTスキャンの画像解析：軽石の粒子形状を3次元的に解析した。長さ、厚さ、高さの比、球形度を算出し、他の砂粒子と比較した結果、軽石の粒子は扁平な形状をしており、表面も複雑であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
遠心模型実験装置を用いたコーン貫入試験等を実施し、Robertsonの土質分類図に軽石の結果を追加でき、軽石層の有無を判別できることを示唆した。しかしながら、個別要素法によるシミュレーションを実施できていないため、「やや遅れている」との達成度とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
軽石に対するコーン貫入試験において、コーンの先端抵抗値が著しく小さい理由を明らかにするため、半円形土槽を用いたコーン貫入試験を実施し、コーン貫入中の軽石地盤の変形挙動を画像解析により計測する。
また、個別要素法（DEM）により、マイクロCTスキャンにより得られた軽石粒子の3次元形状を表現するDEM粒子を作製し、単粒子破砕試験をシミュレートする。これは、単粒子破砕強度を実際の結果と適切に一致させるためである。さらに、同DEM粒子群により軽石層を模擬し、コーン貫入試験をシミュレートする。これは、コーン貫入中の粒子の破砕、変形を評価するためである。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
国際会議への参加を予定しているため、その旅費として使用する。
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[Presentation] 軽石の力学特性2012
Author(s)
吉川直孝, 伊藤和也, 堀智仁, 三田地利之,Pender, M.J. and Orense, R.P
Organizer
第9回地盤工学会関東支部発表会
Place of Presentation
東京都
Year and Date
2012-10-05
