| 研究課題/領域番号 |
09650540
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
地盤工学
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| 研究機関 | 北海道大学 (1998-1999)
室蘭工業大学 (1997) |
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研究代表者 |
三浦 清一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00091504)
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| 研究分担者 |
川村 志麻 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (90258707)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
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| キーワード | 粒状体 / 火山灰 / 模型実験 / 粒子破砕 / 原位置試験 / 液状化 / 地震 / 地盤災害 / 変形-強度特性 |
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| 研究概要 |
破砕性粒状体の動的力学挙動を予測するための基礎を確立するために、噴出源の異なる5種類の火山灰質地盤について、不攪乱試料の採取と室内試験、並びに原位置試験を行った。さらに広範囲なひずみレベル下にある火山灰質粒状体の動的変形特性を、任意の変形レベルで高精度に計測するための変位・応力自動制御装置を制作し、一連の室内試験を実施している。得られた主な研究成果は以下のようである。
(1)火山灰質粒状体の圧密・せん断による細粒分増加量は、それらの経路に強く依存する。このような応力経路依存性は、有効平均主応力のみによる指数関数式によって表すことができる。また、高圧下の地盤材料の場合と同様、一次元圧密過程では圧密圧力の増加にともなって粒子破砕が着実に増加していくが、特に構成粒子が脆弱な火山灰質粒状体では、圧密降伏応力を超えると粒子破砕が急増することが明確に示された。
(2)噴出源が同じであっても、堆積条件(降下あるいは二次堆積)や物理的性質の違いによって力学挙動に明確な相違がみられる。しかし、再構成火山灰土ではその影響が確実に消失する。この理由は、主としてセメンテーション効果によるものであることが系統的に説明された。また、過圧密や長期圧密などの応力履歴が火山灰土の動的強度特性に及ぼす影響は、構成粒子の破砕性ばかりでなく地盤が含有する細粒分含有量の程度に強く依存する。
(3)自然堆積火山灰地盤の力学特性の異方性は極めて顕著である。その特徴は、鉛直方向より水平方向(堆積面)に圧縮しやすく膨張しづらいという点であり、クリーンな砂地盤のそれに類似している。しかし、このような異方性による強度・変形特性の違いは有効拘束圧の大きさに強く依存することが明確にされた。このことは、過大な圧密は破砕性粒状体の構造異方性を失わせ、同時に誤った原位置強度・変形特性を算定させることになるため、破砕性土の室内試験では圧密圧力(有効拘束圧)の決定を正確に行うことが重要であることを示唆したものである。
(4)破砕性火山灰土の弾性係数は通常の砂地盤に比べてかなり低い値を示すが、繰返し変形挙動はクリーンな砂と同様の強いひずみレベル依存性があること、また履歴減衰定数は砂に比べ増加しづらい傾向にあること等の破砕性粒状体特有の実態が明らかにされた。さらに、破砕性火山灰土の良質な不攪乱試料による室内試験から得たせん断弾性係数は、PS検層やSCP等の原位置試験から求めた値とほぼ一致した。
(5)火山灰質地盤の破砕性をコントロールする構成粒子の単粒子破砕強度は、せん断抵抗角に強い影響を及ぼすが、繰返し非排水強度にはほとんど影響しないことが見出された。
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