| 研究課題/領域番号 |
21K04261
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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22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
河井 克之 近畿大学, 理工学部, 教授 (30304132)
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| 研究分担者 |
麓 隆行 近畿大学, 理工学部, 教授 (30315981)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 締固め / 転圧 / 谷埋め盛土 / 不飽和土 / 土/水/空気連成有限要素解析 / 土/水/空気連成解析 / 模型実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
河川堤防や道路盛土の様な陸上の地盤構造物は，地盤材料に「締固め」を行うことで施工されるが，構造物のスケールに依存して，締固め度の不均一性が生じる．この不均一性発現傾向を，地盤材料を土粒子~水~空気の三相混合体として精緻にモデル化した数値シミュレーションによって予測できる手法を確立する．ここでは，模型実験や実構造物での物理探査と比較することで計算精度向上を図り，現在は経験的手法に依存している設計施工プロセスの体系化を目指す．
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| 研究実績の概要 |
転圧は地盤材料内でせん断応力を発生させながら荷重が移動するため，主応力の回転が生じる．そのため弾塑性材料である地盤材料では初期の転圧方向に依存した変形挙動となる．前年度までに，数値シミュレーションによって転圧方向の影響が材料の含水状態によって異なることを示していたが，実施工で最も多い谷埋め盛土における転圧の影響について検討した．ここでは，埋め立て高さや谷幅に加えて転圧に用いる重機の大きさの違いとして転圧幅を変えたシミュレーションを実施した．その結果，谷幅が狭く，深いほど転圧施工した際に初期の転圧方向に依存した締固め度分布となることが分かった．また，実物大の盛土試験を実施した．盛土は締固め度の異なる層構造に加えて，のり面近傍は異なる乾燥密度で同じ締固め度になるように施工されており，施工過程の影響が現れうように設定した．これまでの研究より，含水状態が高いほど，締固め層の深さ方向に不均一な締固め度分布が現れることが分かっている．この盛土において自然の降雨条件でサクション，含水率の定点観測と，定期的な電気比抵抗探査を実施し，雨水の浸透挙動を調べた．その結果，のり面の湿潤状態で締め固められた方で，一部含水状態が連続せず，宙水発生のような現象が見られた．別途行った表面波探査ではこの締固め度の不均一性は得られなかったので，より小さなスケールの不均一性であったと推定できる．この様に解像度の低い計測方法ではわからないような不均一性でも透水性に大きな影響を及ぼすことが分かった．今後は，このような施工層厚内での現れる不均一性の評価方法や，その発現を抑制するような施工方法が重要になると考えられる．
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