| 研究課題/領域番号 |
10450177
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
浅岡 顕 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50093175)
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| 研究分担者 |
金田 一広 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30314040)
野田 利弘 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80262872)
中野 正樹 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00252263)
フェルナンド G.S.K 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (80283422)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 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 |
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
1999年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1998年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
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| キーワード | 水〜土連成 / 有限変形解析 / 載荷速度効果 / 二次圧密 / 進行性破壊 / 有限要素法 / 戴荷速度効果 / 三軸圧縮試験 / クリープ |
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| 研究概要 |
昨年度までの研究成果として、練り返し飽和粘土の時間依存性、飽和砂の浸透破壊実験とその数値解析を通じ、時間遅れ変形・破壊挙動を弾塑性構成モデルの水〜土連成計算でほぼ説明できることを示した。
本年度は、練り返し正規圧密粘土の角柱三軸圧縮試験を行い、せん断挙動の載荷速度効果について系統的に実験を行った。得られた実験結果は、速い速度でせん断した場合は、数種類の破壊モードが得られ、それに応じた「強度」を示したのに対し、遅い速度は一次モードで破壊し、その「強度」も小さくなった。本実験結果を、下負荷面カムクレイモデルを用いた水〜土連成有限変形計算によりシミュレートしたところ、速い載荷速度では水のマイグレーションがほとんど起こらず、僅かな幾何的初期不整に応じたモードで変形が進行し、破壊に至った。すなわち初期不整を正面に入れるもの、側面に入れるものによって、その破壊モードが変わるのである。いずれにしても速い載荷の場合は初期不整に応じた高次のモードで、高い耐荷力を示した。一方、遅い載荷速度では水のマイグレーションが十分に起こり、初期不整の影響を受けずに、耐荷力の低い、低次モードヘモードスイッチングした。このように載荷速度効果について、その傾向を数値シミュレーションにより説明することができた。
しかし時間依存特性の一つである「二次圧密」は、側方変形を拘束した状態での遅れ圧縮挙動であり、上記のようなモードスイッチングでは説明不能となる。ここでは構造を有する土に注目し一次元圧密試験を行った。その結果、いわゆる「先行圧密応力」付近の鉛直荷重で、大沈下が起こり、消散した過剰水圧が、その後湧き出し、再び消散するとともに遅れ圧縮が起こった。この現象を説明するために、新たに上負荷面カムクレイモデルを提案し、水〜土連成有限変形計算を実施したところ、外力が一定でもある荷重では塑性圧縮を軟化挙動が起こり、それに伴い正の過剰水圧が発生、消散し、遅れて圧密が進行した。実験および数値シミュレーション結果からその挙動を説明することができた。今まで2次圧密といえば、弾粘塑性構成式による説明が主であったが、ここでも水〜土連成の効果で説明することに成功したといえる。
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