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局所化理論に基づくN値設計体系の再構築

Research Project

Project/Area Number 16760386
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Geotechnical engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

松島 亘志  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 助教授 (60251625)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
KeywordsN値 / サイズ効果 / 局所化理論 / ひずみ勾配 / 有限変形FEM / 粒子破砕 / X線CT / Spring-8
Research Abstract

我が国では、あらゆる地盤関連の基礎設計は標準貫入試験に基づくN値によって行われている。しかしながら、標準貫入試験は、動的試験であり、またサンプラーの押し込みという極めて局所化された変形に対する境界値問題であるため、支持力・土圧問題や斜面安定問題のようなすべり線形成に対する危険度、あるいは液状化危険度との関連については、明確な理論ではなく、実験に基づく経験則によってN値と各種限界強度を関連づけるものとなっている。本研究は、近年盛んに研究されている、ひずみの局所化理論に基づいて、地盤の変形スケールと材料スケール(地盤を構成する粒子の平均粒径)との関係を整理し、現在のN値設計体系において用いられている各種経験則の理論的背景を明らかにし、より合理的な設計体系を再構築することを目指すものである。
本年度は、まず、ひずみ勾配理論を導入した2次元有限変形FEMに、より実材料に即したモデル化が可能な下負荷面Cam-clay構成モデルを適用し、地盤材料のサイズ効果について検討を行った。その結果、地盤材料のひずみ軟化後のモデリングに局所化幅の影響が顕著に現れること、密な地盤材料の要素挙動としてのダイレタンシーは非常に大きく、体積ひずみで10%程度にもなること、等の基礎的な知見を得た。
また、豊浦砂の平面ひずみ試験でfittingしたパラメータを用いて、他の一面せん断試験や支持力試験の解析を行い、peak後のひずみ軟化挙動の比較を行った。
更に、標準貫入試験に相当する境界条件において、材料スケールの影響が非常に顕著に現れることを示した。
最後に、これらの異なる境界条件についての材料スケールが及ぼす影響について整理し、前年度の良配合材料に関する検討も踏まえてまとめを行った。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] 要素試験結果に基づく材料のひずみ軟化モデリングについての検討2006

    • Author(s)
      松島亘志
    • Journal Title

      第41回地盤工学研究発表会 (発表予定)(CD-ROM)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] せん断を受ける粒状体の接触点分布発展則の検討2005

    • Author(s)
      松島亘志
    • Journal Title

      第54回理論応用力学講演会

      Pages: 459-460

    • NAID

      130004603421

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] マイクロメカニックス構成モデルの個別要素法による検証2005

    • Author(s)
      松島亘志
    • Journal Title

      第40回地盤工学研究発表会 (CD-ROM)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] SPring-8マイクロX線CTによる砂のせん断挙動の可視化2004

    • Author(s)
      松島亘志
    • Journal Title

      第39回地盤工学研究発表会講演概要集 (CD-ROM)

      Pages: 2-2

    • NAID

      130004622830

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mechanism of shear behavior of an assembly of crushable grains2004

    • Author(s)
      Matsushima, Takashi
    • Journal Title

      Spring-8 User Experimental Report No.13

      Pages: 117-117

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 固体粒子系の連続体近似としてのひずみ勾配理論2004

    • Author(s)
      松島亘志
    • Journal Title

      第48回日本学術会議材料研究連合講演会講演論文集

      Pages: 233-234

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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