2004 Fiscal Year Annual Research Report
重要永久土木構造物として建設した人工繊維で補強した盛土構造物の残留変形の予測
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04F04358
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
龍岡 文夫 東京理科大学, 理工学部, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KONGKITKUL W 東京理科大学, 理工学部, 外国人特別研究員
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| Keywords | ジオシンセティックス補強土構造物 / ジオシンセティクス / 残留変形 / 即時変形 / 繰返し載荷 / 荷重保持載荷 / 数値解析 / 有限要素解析 |
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| Research Abstract |
本研究では、ジオシンセティクス補強材で補強された盛土構造物の自重及び交通荷重による即時弾性変形及び長期残留変形の予測手法について検討を行っている。
まず、ジオシンセティックス補強土構造物の基本構成材であるa)高分子補強材とb)盛土材の死荷重・交通荷重による即時・残留変形特性を実験的に検討した。以下に本研究で得られた重要な知見をまとめる。
a)高分子補強材:素材・製造方法の異なる6種類の補強材を用い、異なる載荷速度での単調載荷試験、荷重保持載荷試験及び荷重振幅と周波数を制御した繰返し載荷試験を実施した。この結果、高分子補強材の変形には可逆的な変形要因と、時間に依存した非可逆的な変形要因の二つの異なる変形要因があることが明らかになった。特に交通荷重等の繰返し載荷によって生じる残留変形はクリープ変形(粘性変形)であり、荷重保持による残留変形と同様な枠組みで変形予測することが可能であることが分かった。
b)盛土材:砂質土を用いた平面ひずみ圧縮試験を実施し、盛土材の変形強度特性に与える載荷速度の影響と、荷重保持・繰返し載荷による残留変形特性を調べた。本研究においては、微小なひずみ振幅での繰返し載荷では盛土材は極めて弾性的な挙動を示した。また、荷重保持載荷や繰返し載荷時では明確な残留変形が生じ、繰返し載荷時の残留変形にはクリープ変形による要因が含まれていることが確認された。
上記a)、b)を踏まえ、ジオシンセティクス補強土構造物の平面ひずみ圧縮試験と、平面ひずみ土槽を用いた室内模型載荷実験を実施した。両者ともに、b)で述べた挙動が確認された。つまり、ジオシンセティクス補強材で補強された盛土構造物の基本的な変形特性は、盛土材の物性が強く反映されていることが明らかになった。これより、高分子補強材や盛土材の粘性変形を表現可能な非線形三要素モデルの適用が可能であることが分かった。
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