礫分布特性を考慮した火山角礫岩の力学特性とそれに基づく原位置地盤の評価手法の検討

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750466
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 長田 昌彦 埼玉大学, 地圏科学研究センター, 助教授 (00214114)
• Keywords: 火山角礫岩 / ステレオロジー / 室内三軸圧縮試験 / 礫含有率 / 寸法効果

Research Abstract

本年度は,火山角礫岩における「礫率の評価」と「力学特性」について検討した。
「礫率の評価」では,まず原位置地盤における2次元的な礫分布特性を,小スケールでは詳細なスケッチにより,大スケールでは撮影した写真からトレースすることによって求めた。これらを画像処理により2値化することにより,2次元での礫径ごとの頻度分布を得た。その結果,50mm以下の直径を有する礫数の分布はフラクタル的であるが,それ以上の礫径を有する礫数はフラクタルで予測される値よりも少ないことが判明した。さらにステレオロジーを用いて3次元的な礫径分布を求めた。この分布を有する三次元モデルを作成し,「力学特性」で用いる円柱供試体に対する礫率に対する寸法効果の検討や人為的な偏りの影響を統計的に評価した。
「力学特性」については,円柱供試体の外周面における面積礫率の異なる火山角礫岩試料を多数準備し,室内三軸圧縮試験(圧密非排水条件)を実施した。供試体直径は,10cm,20cm,30cmのものを準備し,拘束圧は対象岩盤構造物の設計に必要な土被り圧を考慮して4MPaまで5段階に設定した。試験した供試体の面積礫率は7〜50%の範囲にあった。試験結果を整理することにより,強度定数への礫率の影響,2相混合材料としての平均的な弾性定数への礫率の影響,供試体に含まれる最大礫径のせん断強度への影響,寸法効果などに関して,多くの有用な知見が得られた。
次年度は,室内三軸圧縮試験で得られた試料を用いて,礫率と拘束圧の破壊モードへの影響について検討するとともに,原位置岩盤試験結果と比較し,評価手法の提案を試みる。

Research Products

• [Publications] 濱野 久美: "火山角礫岩の強度・変形特性に関する実験的研究-礫率と寸法効果について-"土木学会第55回年次学術講演会. III-A259. (2000)
• [Publications] 吉中 龍之進: "三軸圧縮試験による火山角礫岩の強度及び変形特性"土木学会論文集. No.673/III-54. 85-100 (2001)
• [Publications] 五月女 敦: "平板載荷試験による火山角礫岩の変形挙動とその数値解析"第31回岩盤力学に関するシンポジウム論文集. 1-7 (2001)
• [Publications] 長田 昌彦: "火山角礫岩の三次元粒径分布特性"第31回岩盤力学に関するシンポジウム論文集. 146-150 (2001)
• [Publications] Masahiko Osada: "Heterogeneity of volcanic breccia and its inseparable relation to sample size effect"Research Report of Department of Civil & Environmental Engineering,Saitama University. Vol.30. 35-46 (2001)
• [Publications] Atsushi Saotome: "Constituent material properties and clast size distribution of volcanic breccia(in press)"Engineering Geology. (2002)