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2015 年度 実績報告書

時空間的不均一性を考慮した混合体モデルの開発による廃棄物地盤の力学性状の評価

研究課題

研究課題/領域番号 14J04964
研究機関九州大学

研究代表者

宮本 慎太郎  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード埋立廃棄物 / 繊維-粒子複合材料 / 構成モデル / 応力・ひずみ関係
研究実績の概要

本研究は,廃棄物を繊維材料と粒状材料により構成された繊維-粒子複合材料と捉え,(1) 均質化理論を応用した構成モデルの構築 (2) 統計的手法による時系列劣化評価モデルの開発 (3) 確率論を適用した空間的不均一性評価方法の導入 を行うことで,時空間的な不均一性が卓越する廃棄物地盤の力学的性質の評価を行うものである.
今年度は,複合則を用いた構成モデルの構築,及びその埋立廃棄物への適用に関する検討を主に行った.具体的には,粒状材料内での繊維材料の変形挙動を実験的に明らかにし,繊維材料による補強メカニズムを考察すると共に,均質化理論をベースとした構成モデルのを構築した.
繊維材料の変形挙動に関する実験結果より,繊維材料の変形挙動は,引張挙動と引き抜け挙動からなる弾完全塑性的な挙動を示すことを明らかにした.さらに,繊維材料が引張挙動を示す際には,繊維材料と粒状材料のひずみエネルギー増分が等価となるように,複合材料内部に発生する応力が分担されていることを検証した.以上の実験結果より,繊維材料と粒状材料のひずみエネルギー増分の等価性を仮定することにより導出される応力分担テンソルを導入して,繊維材料と粒状材料の特性を均質化する構成モデルを提案した.本モデルでは,微視的な特性から巨視的な特性を表現する際に,確率分布関数により繊維配向角分布を導入するものとし,さらに繊維配向角分布と関連付けて繊維材料の引張挙動と引き抜け挙動を区別する手法を開発した.
本モデルを埋立廃棄物へ適用することを目的として,廃棄物そのものを使用した大型引張試験装置を開発し,それによって繊維廃材の引張剛性・界面粘着力・界面摩擦角を同定する方法を提案した.最後に,構成モデルを廃棄物に適用し,その有用性を検証した.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

備考

九州大学 地盤工学研究室 HP

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Strength evaluation of solid waste material included various fibrous materials2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Miyamoto, Kiyoshi Omine
    • 雑誌名

      Japanese Geotechnical Society Special Publication

      巻: Vol. 2, No. 52 ページ: 1802-1805

    • DOI

      http://doi.org/10.3208/jgssp.JPN-067

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Consolidation effect of dredged soil by siphon method focusing on the porous filter material2016

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Ishikura, Shodai Soda and Shintaro Miyamoto
    • 雑誌名

      Japanese Geotechnical Society Special Publication

      巻: Vol. 2, No. 58 ページ: 2002-2005

    • DOI

      http://doi.org/10.3208/jgssp.JPN-058

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 繊維材料と粒状材料の関連性を考慮した繊維-粒子複合材料の構成モデル2016

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎,安福規之,笠間清伸,石藏良平
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: Vol.71,No.2 (応用力学論文集 Vol.81) ページ: I_485-I_496

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejam.71.I_485

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 繊維-粒子複合材料における繊維材料の変形・強度特性に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎,安福規之,石藏良平,笠間清伸,大嶺聖
    • 雑誌名

      第11回環境地盤工学シンポジウム発表論文集

      巻: No.1 ページ: 207-212

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 組成割合の異なる埋立廃棄物の変形・強度特性2015

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎,安福規之,大嶺聖,石藏良平,川井晴至,山脇敦
    • 雑誌名

      土木学会論文集C分冊(地圏工学)

      巻: Vol.71,No.4 ページ: 278-291

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejge.71.278

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 繊維–粒子複合材料を対象とした繊維材料の変形挙動に関する実験的考察2015

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎,安福規之,石藏良平,笠間清伸
    • 雑誌名

      ジオシンセティックス論文集

      巻: 第30巻 ページ: 89-96

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 繊維含有率の異なる繊維-粒子複合材料の応力・ひずみ関係2016

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎
    • 学会等名
      平成27年度土木学会西部支部研究発表会
    • 発表場所
      九州産業大学
    • 年月日
      2016-03-06 – 2016-03-06
  • [学会発表] 繊維–粒子複合材料を対象とした繊維材料の変形挙動に関する実験的考察2015

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎
    • 学会等名
      第30回ジオシンセティックスシンポジウム
    • 発表場所
      地盤工学会JGS会館
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-04
  • [学会発表] Strength evaluation of solid waste material included various fibrous materials2015

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎
    • 学会等名
      15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Consolidation effect of dredged soil by siphon method focusing on the porous filter material2015

    • 著者名/発表者名
      石藏良平
    • 学会等名
      15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 繊維材料の土中内での変形・強度特性2015

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎
    • 学会等名
      第50回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-03
  • [学会発表] 繊維-粒子複合材料における繊維材料の変形・強度特性に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      宮本慎太郎
    • 学会等名
      第11回環境地盤工学シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-07-06 – 2015-07-07
  • [備考] http://www7.civil.kyushu-u.ac.jp/geotech/

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公開日: 2016-12-27  

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