| 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 / 盛土 / 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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| 研究成果の概要 |
「締固め」は，ある含水状態にある地盤材料に圧縮荷重を加えて，間隙空気を押し出しながら密にすることと定義できる．そのため地盤材料内の土粒子と水，空気の複雑な相互作用が生じる境界値問題となっており，実施工では施工品質が施工過程の大きく影響を受ける．ここでは，実施工で用いる転圧によって生じる締固め品質の不均一性について数値シミュレーションで明らかにした．また，実際の造成盛土において物理探査を実施し，施工時の不均一性げ原因となっていることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
盛土造成時には予め現地で実物大の「締固め」試験を実施し，求められる「締固め度」を達成できる様に，施工層厚や転圧回数といった施工方法を決定してきたが，同じ施工方法であっても，材料の含水状態によって仕上がり品質が異なることを示した．また，実際に施工に用いる転圧では，地盤内にせん断応力生じさせながら移動することを意味し，弾塑性材料である地盤材料においては，初期の転圧方向が盛土内の不均一性に影響を及ぼすことが明らかとなった．これは研究成果として挙げている物理探査結果でも分かるように，盛土内での透水性の局所化にもつながることを示す．今後，材料の含水状態に応じた施工方法を模索することが重要となる．
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