| 研究課題/領域番号 |
06650544
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
村田 秀一 山口大学, 工学部, 教授 (80044618)
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| 研究分担者 |
山本 哲朗 山口大学, 工学部, 助教授 (10035074)
松田 博 山口大学, 工学部, 助教授 (50136131)
兵動 正幸 山口大学, 工学部, 助教授 (40130091)
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| キーワード | ベントナイト / 混合土 / 不飽和土 / サクション / 三軸圧縮試験 / せん断強度 / 弾塑性構成モデル |
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| 研究概要 |
本研究では,遮水性を有するベントナイトと砂を種々の割合で混合した人工の地盤材料を対象にして、その力学特性の体系化を行うとともに、ベントナイト混合砂の力学挙動を表現できる実用性の高い構成モデルの開発、利用価値の高い簡便なFEM解析コードの確立を行った。その結果、以下のような研究成果が得られた。
1.ベントナイト含有率の違い、飽和状態の違いおよびせん断速度の違いの3項目に着目して力学特性の体系化を行った。
(1)ベントナイト含有率-ベントナイトと砂の重量比が1:9の供試体は砂質土的な挙動を示すのに対し、その重量比が2:8や3:7の供試体は粘性土的な挙動を示すことが明らかとなった。
(2)飽和状態の違い-サクションの大きさを制御する一連の三軸圧縮試験から、サクションの大きさの違いは、主として強度特性の粘着項と関連づけられ、サクションの増加と共に粘着項の値が増加することが明らかとなった。
(3)せん断速度の違い-0.05〜0.0005%/minの範囲でひずみ速度の異なる三軸圧縮試験を行った結果、この範囲では、ベントナイト含有率によらずせん断速度の違いが強度特性に与える影響は少ないことが明らかとなった。
2.1.での力学特性の体系化を踏まえ、飽和土の変化(サクションの変動)に伴うベントナイト混合砂の力学挙動をうまく表現できる実用性の高い構成モデルを弾塑性論的な立場から定式化した。構成モデルし、拘束圧の効果とサクションの項を導入した等方硬化型の弾塑性構成モデルを変形解析に適用できる形で誘導した。加えて、構成モデルに含まれる材料定数の簡単な決定方法を示すと共に、その有用性を不飽和三軸試験結果と比較することにより検証した。
3.2.で開発した弾塑性構成モデルを導入入することで利用価値の高い簡便なFEM解析コードを確立し、一次元圧密試験との比較や模型実験のシミュレーションによりその有用性を確認した。
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