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マルチスケール・モデリングに基づくファイバー混合粒状体の強度変形特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K06493
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 地盤工学
研究機関八戸工業大学

研究代表者

金子 賢治  八戸工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (30333834)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードファイバー混合補強土 / 粒状体 / 強度変形特性 / 数値解析 / 短繊維(ファイバー) / 補強土 / 補強メカニズム / 土質力学 / 粒状体力学 / 短繊維混合補強土
研究成果の概要

本研究の成果として,ファイバー混合補強土において強度に対してファイバーの混合率に最適値(最適混合率)が存在することを初めて明らかにした.また,最適混合率が,土粒子サイズに依存する事を発見し,土粒子のサイズが小さい程,最適混合率が大きくなることを実験的に示した.さらに,数値解析により地盤材料に混合したファイバーの張力による正の作用とファイバーと土粒子間の摩擦係数の低下による負の作用のバランスにより強度が発現すること,ファイバーと土粒子の接触点の増加による摩擦係数低下の影響が巨視的な強度特性に対して支配的になることにより最適混合率が発現する事を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果として,ファイバー混合補強土において強度に対してファイバーの混合率に最適値(最適混合率)が存在することを初めて明らかにした.また,最適混合率が,土粒子サイズに依存する事を発見し,土粒子のサイズが小さい程,最適混合率が大きくなることを実験的に示した.さらに,数値解析によりその補強メカニズムを明らかにした.
これらの成果により,ファイバー混合補強土が普及することで,粘り強い構造物の構築に貢献できる。また,竹チップ・間伐材チップやヤシ繊維などの天然材料を利用した地盤補強技術の普及による環境配慮型インフラ構築への貢献が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Consideration of reinforcement mechanism in the short fiber mixing granular materials by granular element simulations2017

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, K. Kaneko and Y. Hashizume
    • 雑誌名

      Powders and Grains 2017, 8th International Conference on Micromechanics on Granular Media

      巻: - ページ: 12020-12020

    • DOI

      10.1051/epjconf/201714012020

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 供試体作製条件に着目した短繊維混合砂の強度変形特性に与える短繊維混合率の影響について2017

    • 著者名/発表者名
      盛 健太郎・橋詰 豊・金子 賢治
    • 雑誌名

      ジオシンセティックス論文集

      巻: 32 ページ: 197-202

    • NAID

      130007555591

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Consideration of reinforcement mechanism in the short fiber mixing granular materials by granular element simulations2017

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, K. Kaneko and Y. Hashizume
    • 雑誌名

      Poders and Grains 2017

      巻: 2017

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ファイバー混合粒状材料の強度変形特性と混合率の関係の整理2018

    • 著者名/発表者名
      盛健太郎,小笠原亮介,橋詰豊,金子賢治
    • 学会等名
      第73回土木学会年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 締固め度一定条件における短繊維混合粒状材料の繊維混合率と強度特性の関係2017

    • 著者名/発表者名
      盛健太郎,橋詰豊,金子賢治
    • 学会等名
      第72回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      福岡市・九州大学
    • 年月日
      2017-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 短繊維混合粒状材料における短繊維混合率と締固め特性について2017

    • 著者名/発表者名
      盛健太郎,橋詰豊,金子賢治
    • 学会等名
      平成28年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      仙台市・東北工業大学
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 締固め度一定条件における短繊維混合粒状材料の繊維混合率と強度特性の関係2017

    • 著者名/発表者名
      盛 健太郎・橋詰 豊・金子 賢治
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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