石灰質堆積物地盤を対象とした地盤モデルの構築

Research Project

Project/Area Number	17780187
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Irrigation, drainage and rural engineering/Rural planning
Research Institution	University of the Ryukyus
Principal Investigator	瀬戸内秀規琉球大学, 農学部, 助教授 (90305186)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000) Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords	下負荷面 / 間隙比 / 弾塑性 / 定常状態 / 土粒子の骨格構造
Research Abstract	本年度の研究実績の概要を下記に示す. 1)粒子破砕を伴う土の強度・変形挙動を表現できる構成モデルの構築. 2)土の構造および粒子破砕の効来を考慮した構成モデルの構築. 3)2)の構成モデルに基づいた石灰質堆積物地盤のモデル化. 4)下負荷面モデルの材料パラメータの決定手法. 研究実績の具体的内容を以下に示す. 1)弾塑性構成式における体積ひずみは,ln p-ln v (p:平均主応力,v:体積)平面に膨潤(弾性)線および正規圧密(弾塑性)線を仮定して,それぞれ弾性成分および塑性成分が表現される.本研究では,下負荷面モデルに基づきln p-ln v (p:平均主応力,v:体積)平面に,膨潤線および正規圧密線に加え破砕が顕著となる応力点pより正規圧密線より大きな勾配を有する破砕線を導入し,粒子破砕に伴う塑性体積ひずみを考慮した.この破砕線の勾配の大きさは粒子の破砕のしやすさに依存し粒子破砕がしやすいほど大きな勾配となる.石灰質砂の排水三軸圧縮試験結果との照合の結果,粒子破砕に伴う体積変化(圧縮)を適切に表現でき応力増加に伴う過度の圧縮性を表現できた.2,3)前年度の研究成果である土の構造の効果を考慮したモデルに本年度構築した粒子破砕を考慮したモデルを組込み有限要素解析に拡張し,石灰質堆積物地盤の基礎的モデルを構築し得た.現在のモデル化した石灰質堆積物地盤の挙動を検討中である.4)これまで,下負荷面モデルは種々の地盤材料の変形挙動の予測に適用され数多くの報告がなされているが,下負荷面モデルの材料パラメータの決定方法に関する研究はほとんどなされていない,本研究ではこれまで適用された材料パラメータを収集整理するとともに,土の種類および初期間隙比に対応させた材料パラメータ表,さらには材料パラメータの簡易決定に資するグラフを呈示した. これらの研究成果は,弾塑性モデルの地盤構造物の力学設計への広範な活用に資すると期待される.