無補強及び補強地盤の破壊における粒子径の影響の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05452238
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 龍岡 文夫 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70111565)
• 研究分担者: 佐藤 剛司 東京大学, 生産技術研究所, 教務職員 (30092224) ; 木幡 行宏 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90215301)
• キーワード: 引張り補強 / 粒子径 / 平面ひずみ圧縮試験 / 模型実験 / せん断層 / せん断層 / 支持力 / 有限要素法 / 粒子形状

研究概要

無補強地盤とゼオテキスタイルや鉄筋ストリップで引張り補強された地盤の強度に対する粒径の影響を、材料実験・模型実験で検討し、それを定量的に解析できる有限要素法を開発する研究を行った。即ち、以下の研究を行った。(1)20倍の範囲で径が異なり、球形から非常に角ばった粒子まで大幅に形状を変えた多数の世界各国の代表的研究用砂礫とグラスビーズを収集した。(2)自動図形処理による粒径・形状定量化システムを新たに開発し、試験粒状体の粒径・形状を測定した。(3)これら試料を用いて、幅8cm,長さ16cm,高さ20cmの中型供試体と幅25cm、長さ25cm、高さ60cmの大型供試体で平面ひずみ圧縮試験を行い、0.0001%のひずみレベルからの正確な応力〜ひずみ関係とピーク強度を求め、定式化した。更に、透明な中間主応力面を通じて試験中に供試体の写真を多数撮影し、それからピーク以後でのせん断層の幅と、横ズレ量・ダイレイタンシー量と供試体応力状態の関係を求め、粒子径と形状の関数として定式化した。(4)粒径が異なる複数の試料を用い、引張り補強した供試体の平面ひずみ圧縮試験と無補強と引張り補強水平地盤上の帯基礎の二次元支持力模型実験を行った。(5)ピークまでの応力・ひずみ関係とせん断層の構成式を取り入れた有限要素法で平面ひずみ圧縮試験と模型実験の結果を解析した。この解析方法では、破壊しつつある地盤内でのせん断層にそった応力状態はせん断層の横ズレ量の関数であり、従って粒子径の影響を受ける。この解析方法は、他の境界値問題(アンカーの引き抜き問題等)にも適用できる一般的なものである。

研究成果

• [文献書誌] Siddiquee,M.S.A: "Simulation of plate loading tests on sedimentary soft rock(sandstone)" 第29回土質工学会研究発表会講演概要集. (1994)
• [文献書誌] 吉田輝: "粒状体の粒子形状の自動測定" 第28回土質工学研究発表会講演概要集. 541-544 (1993)
• [文献書誌] Tatsuoka,Fumio: "Modelling stress-strain relations of sand" Soils and Foundations. 33. 60-81 (1993)
• [文献書誌] Yoshida,Teru: "Shear banding in sands observed in plane strain compression" Localisation and bifurcation theory for soils and rocks. (1994)
• [文献書誌] Tatsuoka,Fumio: "Deformation of shear zone in sedimentary soft rock observed in triaxial compression" Localisation and bifurcation theory for soils and rocks. (1994)
• [文献書誌] Tatsuoka,Fumio: "Link among design,model tests,theories and sand properties in bearing capacity of footing on sand" Proc.XIII IC on SMFE. 5. 87-88 (1994)
• [文献書誌] Tatsuoka,Fumio: "Recent Case Histories of Permanent Geosynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls" A.A.Balkema, 349 (1994)