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有効飽和度で記述する三相連成有限変形解析手法の開発と不飽和三軸試験によるその検証

研究課題

研究課題/領域番号 17K14720
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 地盤工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉川 高広  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20771075)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード不飽和土 / 水分特性 / 封入空気 / 変形解析 / 有限変形解析 / 有効飽和度 / 水分特性曲線 / 地盤工学
研究成果の概要

土粒子と水だけでなく空気も含む「不飽和土」の力学挙動を把握する上で、土の保水性を表す「水分特性」を精緻に把握する必要がある。本研究では、土中の空気を「封入空気」と連続した相として存在する「連続空気」に、土中の水を「吸着水」と「自由水」に明確に分けて扱うことで、より実態に即した水分特性モデルを提案し、それに基づいた不飽和土の新たな変形解析手法を開発した。また、本解析手法の妥当性を確認するために、力学試験とその数値シミュレーションを行い、既往の解析手法では表現不可能な「封入空気の圧縮性」と「封入空気の存在に起因した水分特性の吸排水時のヒステリシス性」の表現に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「封入空気の圧縮性」を表現可能になったことで、動的にも対応した本解析コードを用いれば、近年注目を集める不飽和化による地盤改良がもたらす耐震効果の評価も可能となる。また、「封入空気の存在に起因した水分特性の吸排水時のヒステリシス性」を表現可能になったことで、降雨と乾燥の繰返し履歴を受ける不飽和土の力学挙動をより精緻に把握でき、豪雨による地盤・土構造物の性能評価をより精度良く行うことが可能となる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 封入空気を考慮可能な水分特性モデルによる繰返し吸排水三軸試験の数値シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      吉川高広, 野田利弘, 中澤一眞
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of unsaturated soil triaxial test based on a soil-water- air coupled analysis incorporating a void ratio-dependent SWC model2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yoshikawa and Toshihiro Noda
    • 学会等名
      COUPLED PROBLEMS 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不飽和シルトを用いた繰返し吸排水履歴に関する三軸試験2019

    • 著者名/発表者名
      吉川高広, 野田利弘, 中澤一眞
    • 学会等名
      第54回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 封入空気を考慮した水分特性モデルによる不飽和シルトの吸排水時ヒステリシス性の表現2019

    • 著者名/発表者名
      野田利弘, 吉川高広, 中澤一眞
    • 学会等名
      第54回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新たに定義する有効飽和度に基づく不飽和土の有限変形解析手法の開発と検証2018

    • 著者名/発表者名
      吉川高広, 野田利弘, 西垣隆士
    • 学会等名
      第30回中部地盤工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた三軸試験による不飽和土中の封入空気量の把握2018

    • 著者名/発表者名
      中澤一眞, 吉川高広, 野田利弘, 中井健太郎, 西垣隆士, 岡田知也
    • 学会等名
      第30回中部地盤工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 封入空気を考慮可能な不飽和土の有限変形解析手法の妥当性確認2018

    • 著者名/発表者名
      吉川高広,野田利弘,西垣隆士
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 新たに定義する有効飽和度に基づく不飽和土の有限変形解析手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      野田利弘,吉川高広,西垣隆士
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 土中の間隙水に封入された間隙空気量計測のための不飽和三軸試験2018

    • 著者名/発表者名
      中澤一眞,吉川高広,野田利弘,中井健太郎,西垣隆士,岡田知也
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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