| 研究概要 |
せん断帯の生成がせん断変形の卓越であれば,地盤材料特有の性質であるダイレタンシー特性と密接に関係していることは容易に想像される.また構成関係における非共軸性がせん断帯の生成に強い影響を及ぼすのであれば,この非共軸性とダイレタンシーの関係も重要となる.本研究では,まず,せん断に伴う体積変化(ダイレタンシー特性)の影響を考慮できるように,Hillに代表されるせん断帯生成理論の拡張をはかる.すなわち,ダイレタンシーを考慮して,せん断に伴って,せん断帯の幅が徐々に拡大(縮小)してゆく理論を考えてみた.その結果,粘土材料の持つ非共軸性が,せん断帯の生成・発達に極めて強い影響を及ぼすことが予想される結果となった.さらに,中空円筒ねじり試験装置を用いて非共軸性の定量的な把握を試みた.RudnickiらやYatomiらが示した弾塑性非共軸構成モデルでは,粘土が示す実際の非共軸性の説明には不十分であることが分かった.一方,有限変形土/水連成有限要素法を用いて,せん断帯生成シミュレーションを実施した.3軸平面ひずみ供試体を対象として,計算を行ったところ,通常のせん断速度と供試体寸法では,低次から高次の分岐モードに対して,それぞれの分岐荷重に有為な差が見られないため,供試体の変形は複雑に分岐経路を遷移し,最終的にせん断帯が生成して終局に至っている可能性が高いことがわかった.しかも,最終的なせん断帯の生成は,必ず体積膨張を伴っており,局所的といえども,間隙水圧の消散(負圧の消散)がはかられれば,強度を著しく低下させることがわかった.従って供試体としての強度に対して,最終的に生成したせん断帯と,その場所における間隙水の移動が支配的であることが理解される.
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