空間滑動面(SMP)規準による地盤材料の(p、q)系弾塑性モデルの3次元化

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650493
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 松岡 元 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90027277)
• 研究分担者: 前田 健一 名古屋工業大学, 工学部, 講師 (50271648)
• キーワード: 弾塑性構成モデル / 3次元 / 地盤材料 / 破壊規準 / 降伏規準 / 変換応力 / 一般応力 / ダイレイダンシー

研究概要

1.粘土と砂に対して適用可能な3次元応力下の提案弾塑性構成式をさらに改良・実証した。研究代表者らがすでに提案した正負のダイレイタンシーを説明できる硬化パラメーター(H)を拡張SMP規準に基づく変換応力を用いて拡張し、ベキ数型の硬化則を採用するなどによって、3次元応力下での地盤材料の変形・強度特性の拘束応力依存性を表現できるようにした。
2.提案構成式の実際問題への適用。提案モデルの弾塑性構成テンソルを誘導し、この構成式を用いてD級軟岩基礎上に建設したロックフィルダムの実際の境界値問題を有限要素法によって解析した。解析にあたって、各種堤体材料(ロック材、トランジション材、コア材)と基礎軟岩のモデリングには提案構成式を用いた。モデルパラメーターは室内三軸試験結果によって決定された。解析値を現場で実測した沈下量、側方変位量と比較した。解析値は実測値に近いのが見られる。したがって、提案構成式が正負のダイレイタンシーを示す地盤材料の実際問題の変形解析に適用できることがわかった。
3.3次元応力下の不飽和土の弾塑性モデルの提案・検証。拡張SMP規準に基づく変換応力を用いて三軸圧縮応力条件下の不飽和土に対する既存の弾塑性モデルを3次元化し、不飽和土のコラプス試験を含む三軸圧縮・三軸伸張試験の実測データとモデルによる予測値を比較・検討した。モデルは3次元応力下での不飽和土の変形・強度特性をよく説明できるものである。

研究成果

• [文献書誌] Sun,D.A.,Matsuoka,H.. など4名: "An elastoplastic model for unsaturated soil in tress-dimensional stresses"Soils and Foundations. Vol.40,No.3. 17-28 (2000)
• [文献書誌] 孫徳安,松岡元,石原孝恵: "締固めた不飽和土の拘束応力依存性とそのモデリング"第35回地盤工学研究発表会. 1. 1287-1288 (2000)
• [文献書誌] 孫徳安,松岡元,本田秀樹: "拘束応力依存性を考慮した砂の弾塑性モデル"第35回地盤工学研究発表会. 1. 927-928 (2000)
• [文献書誌] 孫徳安,松岡元 など4名: "ロックフィルダムの堤体材料の弾塑性モデルとその検証"土木学会第55回年次学術講演会. 3-B. 692-693 (2000)
• [文献書誌] Sun D.A.,Matsuoka H. など4名: "An anisotropic hardening elastoplastic model for clay and sand and its application to numerical analysis"Proc.of 10th Int.Conference on Computer Methods and Advances in Geomechanics. 1. 407-412 (2001)