2015 Fiscal Year Annual Research Report
土の相変化を伴う土構造物および地盤の脆弱化・破壊機構の解明と予測
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26712020
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤澤 和謙 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30510218)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 砂 / 流動化 / 侵食 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的の一つは，土質材料が固体から流体へと遷移する過程を調査することである．流動化した土は，土粒子と間隙水からなる固・液混相流であり，この固・液混相流の運動を把握するには，固相及び液相の移動速度と各相の占有割合（間隙率に対応）の3点を調べる必要がある．また，固体から液体のように流動化する相変化の遷移過程においては，上の3点に加えて摩擦角の変化を知る必要がある．平成27年度は土質材料が相変化をする遷移過程の摩擦角の計測を試みた．
実験では，低拘束圧下において土が固体の状態から流体のように挙動する．その間に，固体の状態では存在しているせん断強度（摩擦角）が減少し，失われる．この過程を測定するため，砂を水平方向に運動させる装置を作成した．水平方向の砂の移動では，粒子間もしくは壁面からのせん断力が存在し，それを測定することで流動化に伴う摩擦角の変化を把握できると考えたためである．平成27年度において，試験機メーカーと打ち合わせを行い，試験機を完成させた．テスト試験を行ったところ，一様に砂が流動化する状況を実現することができす，試験機の改良を行った。
流動化する土質材料のシミュレータを開発することが，もう一つの目標であったが，これについては，Space-Time有限要素法によりプログラムの作成を行った．Space-Time法は移動メッシュを取り扱うことができるため，流動的に動く材料の挙動を追跡するのに向いていると判断したためである．現在までに，簡単な一次元問題が解析可能となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要において記載した通り，はじめに作成した実験装置では，一様な砂の流動現象を実現できず，うまく実験ができなかった．そのため，実験装置の改良に時間を要したため，予定よりも少し遅れている状況がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，改良した実験装置を利用して実験に取り組む．なお，シミュレータの開発については，順調に進んでおり，このペースで開発を続ける予定である．
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