2018 Fiscal Year Annual Research Report
Determination of model parameters for 3D DEM using soil values of Bekker's method
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16K07970
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中嶋 洋 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80172302)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | モデル化 / シミュレーション / テラメカニックス / 離散要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
粘性土を対象にSR-2型円環リングを用いたせん断実験を行い，せん断応力-せん断変位式を求めるとともに土壌力学パラメータを求めた．粘性土としては，藤森粘土，殖土A，殖土Bを供試した．含水比条件は，最大で各供試土の液性限界までとした．なお，予備実験段階でねじりトルクの検出感度が低いことが判明した．このため，回転軸直径を小さくするとともにせん断面への垂直応力の載荷方法において装置内部摩擦の影響を可能な限り排除する改造を行った．改造後のせん断装置により，含水比を変化させてせん断実験を実施したが，含水比を増加させた結果，教科書的な理解とは異なり内部摩擦角は含水比の増加とともに増加し，逆に粘着力はゼロ付近で減少する傾向となった．
この原因は，装置側の問題としては，せん断リングが回転とともに土中に沈下することから載荷した垂直応力値が限定的でより小さな垂直応力での載荷が困難であったこと，また粘性土の調製方法の問題として含水比が増加するにつれて土塊が形成されやすくなり，事前に十分に土塊を細かく均一な条件で準備できなかったことなどが考えられる．実験時の観察でも，リング回転角度を180度とすることである程度は沈下するものの乾燥MSM-L3モデルほど過大とはならず，含水状態では粘性土が土塊の生成とも相まってある程度のリング支持強度を発揮していたことが確認された．
Bekkerの教科書によれば，円環せん断リングによる計測ではリングが過大沈下を起こさないことが前提となっており，沈下が大となるとリングのグローサ側面のせん断力を補正するリースの補正方法が提案されている．この方法を適用することで，影響を補正した粘着力ならびに内部摩擦角を得たが，上述の合理性のない傾向は解消しなかった．このため，YADEに導入する含水条件を考慮した粘着力モデル，粘性土についてのBekkerパラメータ変動の考察は実施できなかった．
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