| 研究課題/領域番号 |
15560420
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石川 達也 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60359479)
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| 研究分担者 |
三浦 清一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00091504)
横浜 勝司 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50299731)
関根 悦夫 (財)鉄道総合技術研究所, 鉄道技術研究部・軌道路盤研究室, 室長(研究職)
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| キーワード | 移動荷重 / 粒状構造物 / せん断試験 / 鉄道 / 礫材 / 繰返し塑性 / 主応力回転 / 数値解析 |
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| 研究概要 |
1.礫材の各種せん断試験による粒状体の力学特性に及ぼす主応力回転の影響評価
(1)礫材の多重リングせん断試験と三軸圧縮試験を行い、せん断試験法の違いが粒状地盤材料の力学特性に及ぼす影響について検討した。この結果、せん断中の主応力回転や中間主応力の変化が礫材の力学特性に強い影響を及ぼすことを示し、多重リングせん断試験が移動荷重作用時に道床バラストが受ける応力履歴を模擬した要素試験として有効であることを示した。
2.数値解析による粒状構造物の力学挙動推定法の提案
(1)不連続変形法(DDA)により模型バラスト軌道の支持力試験のシミュレーションを行い、砕石粒子のモデル化方法に起因する解析精度の向上について検討した。この結果、粒子形状の評価指標である稜角性と球形度が、荷重載荷時の粒子の移動性や道床内部の応力状態に無視できない相違を生み解析精度に強く影響することを定量的に示すとともに、DDA解析による粒状構造物内部の応力状態推定法を提案した。
(2)繰返し移動荷重作用時の粒状構造物の変形機構解明に対する粒状地盤材料の要素試験結果の適用方法について検討した。この結果、道床バラストの累積ひずみ特性を考慮した有限要素法の静的線形弾性解析によるバラスト軌道の繰返し変形解析方法を確立して、繰返し荷重載荷時のバラスト道床の塑性変形量の簡易推定方法を提案した。
3.移動荷重繰返し作用下にある粒状構造物の変形挙動予測に適した要素試験方法の確立
(1)模型バラスト軌道を用いた移動繰返し載荷試験で道床バラストが受けた応力履歴を模擬して多重リングせん断試験を行った。この結果、従来の三軸圧縮試験に比べ、多重リングせん断試験結果が移動荷重作用時にバラスト道床が呈する繰返し塑性変形挙動に近いことを示し、列車荷重繰返し作用下の粒状構造物の変形挙動予測に適した粒状地盤材料の材料特性の評価方法として多重リングせん断試験を提案した。
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