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砂にも粘土と同様、せん断ひずみが無限大となる時には応力状態と間隙比が一義的に決まる限界状態線(Critical state line)が存在するという実験事実に着目し、さらに橋口による下負荷曲面の考え方を参考にして、従来のモデル(tij-sand model)を応力〜ひすみ〜ダイレイタンシー特性におよぼす密度・拘束応力の影響を妥当に考慮できるモデルに拡張した。拡張に当たっては、従来のモデルの持つ特徴を生かしつつ、その土質パラメーターもできるだけ共通になるようにした。つまり、変形・強度におよぼす中間主応力の影響、ひずみ増分方向の応力経路依存性、正負の両ダイレイタンシー特性、応力誘導異方性も表現可能とした。
初期間隙比や拘束応力を変化させた砂の排水せん断試験(三軸圧縮・伸張試験)を行い要素レベルで拡張したモデルの適用性を検証した。さらに、既報の間隙比や初期拘束応力を変えた非排水せん断試験の解析も行い、非排水条件下でも提案モデルは妥当に砂の応力・変形挙動を評価できることを示した。
提案モデルは通常の応力oではなく修正応力tを用いて応力〜ひずみ式を誘導している。地盤の応力・変形解析に適用するため、修正応力tを用いた仮想仕事式を速度形で定式化するとともに、既住の有限要素プログラムを変更した。そして、提案モデルを組み込むとともに、要素レベルでプログラムをチェックした。次年度はこのプログラムを用いて種々の地盤工学の諸問題を解析する予定である。
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