| 研究課題/領域番号 |
63302045
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
太田 秀樹 金沢大学, 工学部, 教授 (80026187)
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| 研究分担者 |
沢田 純男 (財)大阪工質試験所, 研究員 (70187293)
深川 良一 愛媛大学, 工学部, 講師 (20127129)
西原 晃 福山大学, 工学部, 講師 (90164574)
飯塚 敦 京都大学, 工学部, 助手 (40184361)
矢富 盟祥 京都大学, 工学部, 助手 (90135541)
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| キーワード | 応力〜ひずみ関係 / せん断帯 / 有限変形理論 / 共軸・非共軸 / 粘性土 / 砂質土 / Ko圧密 / 数値解析 |
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| 研究概要 |
本研究は、せん断帯の生成に伴う地盤のすべり機構の解明を目的としており、本年度は、以下のような成果が得られた。
1)粘性土のせん断帯生成に関する理論的検討
a)粘性上の構成関係であるCam-Clayモデルを有限変形理論に拡張することにより、せん断帯の生成する条件を調べた。その結果、構成式の共軸・非共軸性がせん断帯の生成に大きく影響することが判明した。b)KoUC試験を行うと、低ひずみエベルで網目状のすべり線が観察される。そこで、構成関係に非共軸効果をつけ加えることにより、よりせん断帯が生成しやすくするとともに、せん断帯の生成方法に及ぼす非共軸効果の影響を調べた。その結果、共軸の間ままでは水平方向に体して、45度付近にしかせん断帯が発生しないのに対して、非共軸効果を導入すると45度から60度付近に発生しやすくなることが判明した。
2)有限変形非共軸Cam-Clayモデルを用いた支持力問題のFEM解析
有限変形土/水連成FEM解析手法を開発し、一様初期応力地盤への剛体ポンチの押し込み問題を解析した。その結果、極限支持力に至るまでに地盤内に生成するせん断帯の様子を解明し、すべり線形状と極限支持力をPrandt1による解と比較・検討した。
3)砂質土に生成するせん断帯のシミュレーション
砂のような粒状体物質に対して構成関係の導入を図らず、個々の粒子の運動を離散的にモデル化(DEM)するころにより、せん断特性およびせん断帯の生成のシミュレーションを行った。まず一様砂地盤を想定し、剛体ポンチの押し込みによる支持力問題を解析した。その結果、剛体ポンチの押し込みに伴い、地盤内に不連続な変形領域が現れてくることが確認した。次いで中空円筒ねじり試験のシミュレーションを行い、動的な載荷によって観察されるせん断変形特性を検討した。
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