| 研究概要 |
単一方向への繰返し走行に伴う地盤の転圧現象に関するモデル実験を精密車輪走行実験装置を用いて実施し,その結果より以下の知見を得た.車輪の接近,通過に伴い,土粒子は楕円軌跡を描くように変位する.この変位軌跡のパターンはすべり率および深度の違いによらず同様の傾向を示し,その大きさは走行回数の増加に伴って指数関数的に小さくなることが把握された.また,地盤中の圧縮進行領域が走行回数の増加により徐々に表層付近へ遷移することから,複数回走行による地盤の転圧領域は表層付近に集中するのみで,走行回数の下層地盤に与える影響は小さいと判断される.なお,深度とともに,すべり率や走行回数の転圧に与える影響は減少し,転圧に対する支配的要因は車輪の自重であることが示唆された.
また,車輪-地盤系の(移動)境界値問題に関する拡張下負荷面モデルを導入した有限変形有限要素解析プログラムの開発を行い,これにより剛性車輪走行下の地盤変形現象の解析を行った.地盤は車輪の接近に伴い車輪前方に変位し盛上がりを生じることが実験的に確認されているが,本解析結果でもこの現象を定性的に解析し得ることを示した.一方,車輪後方部の地盤は圧密され,地盤転圧現象を示すことが示された.しかし,車輪が高すべり率で走行する場合には,車輪-地盤間の接線力が大となり,摩擦条件に抵触する節点が生じる場合があり安定な解を得るに至っていない.今後は摩擦条件を含めた車輪-地盤系の相互作用に関するアルゴリズムや収束計算等の高精度・高効率化を進めて,広範なすべり率における計算に耐え得るよう有限要素解析プログラムを改善する予定である.
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