| 研究課題/領域番号 |
19K04690
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
山本 春行 広島大学, 国際協力研究科, 名誉教授 (60158293)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 粒子破砕 / せん断強度 / 三主応力制御型高圧圧縮試験機 / 応力経路 / 平均応力 / 偏差応力 / 粒子破砕量 / 杭先端支持力 / 高圧圧縮実験 / 粒度分布 / 体積圧縮 / 偏差ひずみ / Lode角 / 高圧三軸圧縮 / 応力履歴 / 粒径加積曲線 / 画像解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究の最終目的および学術的独自性と創造性は、高圧拘束下における地盤の変形強度特性を表す構成関係を土粒子の破砕現象そのものを基に再構築しようとするもので、本研究を進めることにより高圧拘束下における土粒子の破砕に伴う地盤の体積収縮傾向や土粒子の微細化に伴う内部摩擦角の急激な減少傾向が定量的に説明できるようになる。
高圧拘束下の地盤の変形や破壊現象が合理的に推定できるようになれば、杭先端地盤等の変形・支持力の推定精度が向上し、さらに繰返し効果をも考慮すれば地震時の杭先端支持力問題にも応用できるものと考えられ、より安全で合理的な設計根拠となる点に現実的な意義がある。
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| 研究成果の概要 |
粒子破砕現象が発生すると粒状体に急激な体積減少が生じると同時にせん断強度が大きく低下していくため地盤の支持力が減少し、特に杭基礎先端支持力設計においては相当厳しい問題となる上、急激な沈下の原因となる。高圧応力履歴を考慮した破砕実験から得た体積ひずみならびに偏差ひずみを塑性成分と弾性成分に分離し、それぞれの成分毎に平均応力pと偏差応力qから成る近似関数式を導いた。これらの増分形式に変換した近似関数を用いて粒子破砕を考慮した体積減少量をpならびにqの経路に沿って積分することにより推定できる。したがって、粒子破砕を考慮した地盤に関わる問題の数値解析における非線形構成関係式として用いることができる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
土粒子の集合体である地盤の破壊現象の解析では、通常モール・クーロンの破壊規準を用いて定式化されている。ただし、高圧拘束下での土粒子には破砕現象が生じるため、容易に拡張できないことは自明である。本研究の学術的意義は、高圧拘束下における地盤の変形強度特性を表す構成関係を土粒子の破砕現象そのものを基に構築しようとするもので、高圧拘束下における土粒子の破砕に伴う地盤の体積収縮傾向や土粒子の微細化に伴う内部摩擦角の急激な減少傾向が定量的に説明できるようになる。高圧拘束下の粒子破砕現象を考慮した地盤の変形や破壊現象が合理的に推定できるようになれば、より安全で合理的な設計根拠となる点に社会的な意義がある。
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