| 研究概要 |
コーン貫入試験(CPT)は世界各国で地盤調査,設計に広く利用されており,簡単で経済的であること,オペレーターの技量等の人為的な誤差が生じにくいこと,情報が深度方向に連続的に得られるといった特長を有している。標準貫入試験万能の感のある我が国でも近年CPTの活用が増加しつつある。CPTの問題点はコーン貫入のメカニズムが不明確で計測される諸量の物理的意味があいまいであるため,土要素の強度を直接CPTによる貫入抵抗と結び付けて用いられているという点である。CPTの計測量は境界値問題の解であり,これをきちんと解かない限り,普遍的な地盤の物性値との合理的関係を明確にすることはできない。本研究では,土を流体のように考えるArbitrary Lagrangean Eulerean法に基づいて定式化された有限要素法を用いてCPT貫入機構を数値解析によって解明することを試みた。これは,地盤工学で通常用いられるLagrangean型の有限要素法とは異なり,完全Eulerean型の定式化によって,貫入に伴う過剰な有限要素メッシュの変形を食い止め計算の不安定化,発散を防止するものである。土の構成則としてはMohr-Coulombの降伏条件を用い,せん断に伴うダイレイタンシーの発現モードを忠実に再現するために非関連流動則によるモデル化を行っている。この方法によって解析した埋立人工地盤,自然堆積洪積砂地盤におけるCPT貫入機構を実測値と比較したところ,非常によい精度でコーン貫入抵抗を予測しうることがわかった。今後は,砂による物性値の特徴,大変形時の土質定数のひずみレベル依存性,圧密現象とのカップリングといった問題を加味したより現実的な解が得られるような手法の確立が必要がある。
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