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本研究の目的は、産業用X線CT装置とCT装置専用の三軸圧縮試験装置を用いて、圧縮応力下の土供試体内の局所的な土の動きをX線CT撮影で得られる3次元再構成画像より求め、その3次元的な土中内部挙動を用いて、コンピュータを用いた数値解析に基づく逆解析を行い、土の応力一ひずみ関係式を同定することである。また最終的には実験と数値解析を連動させたハイブリッド型同定システムを構築することである。
本年度の研究実績は以下に示すとおりである。
1)すでに申請者によって開発されたX線CT用三軸圧縮試験装置を用いて、豊浦砂を用いた三軸圧縮試験(排水)を行い、その中に有限の微小なマーカーを混在させ、厚さ1mmごとのCT断面画像上でのそのマーカーの軌跡を載荷と共に追跡できる実験方法を確立した。ここではマーカーとしての材料およびその大きさについて検討した。
2)1)の結果より、初期およびいくつかのひずみレベルでのマーカーの位置を断面画像から直接コンピュータ上に取り込み、これらが頂点となる四面体構造を作成し、ひずみレベルと共に変化する四面体形状を逐次追跡させる画像解析システムを構築した。
3)上記実験を異なる拘束圧について実施した。
4)これらの実験結果により、X線CT画像上に現れる供試体内に点在させたマーカー位置の軌跡データ作成システムの構築を行なった。
5)上記実験結果を用いた、応力-ひずみ関係式の同定として、最も簡単な構成式である弾性体を仮定した際の弾性定数の同定について、計算プログラムを作成して実施した。
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