2007 Fiscal Year Annual Research Report
地盤材料の非弾性挙動における各種要因とその相互作用の総合的解明
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18360231
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
龍岡 文夫 Tokyo University of Science, 理工学部, 教授 (70111565)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚本 良道 東京理科大学, 理工学部, 准教授 (50253505)
平川 大貴 東京理科大学, 理工学部, 助教 (40372990)
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| Keywords | 地盤材料 / 粘性土 / 砂礫 / 粘性 / クリープ / 年代効果 / 三軸圧縮試験 / 三要素モデル |
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| Research Abstract |
粘性土、砂礫、セメント改良土、ジオテキスタイル補強材、EPS等などの地盤材料の変形強度特性に及ぼす粘性、ひずみ速度非依存性繰返し載荷効果、年代効果の影響、およびこれらの要因と弾塑性特性との相互作用を系統的な平面ひずみ・三軸圧縮試験・一面せん断試験によって研究をして、そのモデル化を行い数値解析に適用できるようにした。特に、以下の点を明らかにした。
1)多様な地盤材料の粘性挙動は固定的なものでなく多様であり、(1)Isotach,(2)Combined,(3)TESRA,(4)Positive and Negative(P&N)と言う四つのタイプに類型化できる。Isotachは最も古典的なタイプであり、一定のひずみ速度での単調載荷において、ひずみ速度が増加すると強度は増加する。粒子間が安定している塑性指数が高い粘性土、セメント改良土、良配合の角張った粒子の砂礫、ジオテキスタイル、EPS等で観察される。P&Nは本研究で発見されたものであり、一定のひずみ速度での単調載荷において、ひずみ速度が増加すると強度は減少する。粒子間が不安定な貧配合の粒子が丸い粒状体等で観察される。ピーク前には他のタイプの粘性が観察される場合でも、残留状態ではこのタイプになる。
2)これら多様な粘性タイプは、非線形三要素の枠組みで統一的にモデル化できる。
3)クリープ変形は上記の(1)(2)(3)(4)の順に大きくなるが、それとは独立に繰返し載荷効果により残留変形が生じて上記の(4)(3)(2)(1)の順に大きくなる。
4)正の年代効果がある場合、クリープ変形に伴う高剛性応力範囲の発達が著しくなり、その法則性は年代効果を受ける非粘性降伏曲面の発達則を持つ弾粘塑性モデルで表現できる。年代効果と塑性降伏は線形の関係ではなく、載荷履歴によって異なる結果となる。それを表現するために、年代効果関数とそのひずみの関数としての損傷関数を定式化した。
5)上記を取り入れた数値解析に適用可能なモデルを定式化した。
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