異方性を有する地盤材料の広範なひずみレベルにおける変形特性に関する研究
【研究分野】地盤工学
【研究キーワード】
異方性 / 地盤材料 / 変形特性 / ベンダーエレメント / せん断波速度 / 応力状態依存性 / 微小ひずみ / 三軸試験 / 中空ねじり試験 / LDT / LVDT
【研究成果の概要】
本研究では、自動制御・自動計測システムを有する三軸試験装置に微小ひずみレベルにおけるせん断波速度計測が可能なシステムを付加したものを新たに開発した。そしてまず、システムの安定性と精度が検討された。その後に、微小な繰り返しせん断とせん断波速度計測を伴う三軸せん断試験を実施することで、微小ひずみレベルでの豊浦砂の変形特性とその異方性を調べた。
供試体端面におけるベッディングエラーの影響を軽減するために局所変形計測が行われるならば、LDTとLVDTのどちらの変位計によっても、同様に正確な軸ひずみを計測できることが分かった。また、体積変化の計測に際しては、メンブレン貫入だけでなくその他のシステムコンプライアンスについても補正を行う必要があることが示された。さらに、端面摩擦軽減層やメンブレンとキャップ・ペデスタル拡大部との隙間についての補正を行うことの重要性が示された。これは端面摩擦軽減のために拡大させた隅角部にメンブレンが完全には密着できないが、本研究のような微小ひずみ計測においてはそのような誤差も無視できなくなるためである。これらの体積計測における誤差は有効拘束圧の対数に比例することが分かった。そして補正を適切に行えば、10^<-5>レベルの非常に微小なひずみレベルにおいても変形係数が正確に求まることが示された。
豊浦砂についての試験結果より、微小繰り返しせん断により変形係数を計測する際にはその前に十分クリープを生じさせておくことが重要であること、Evは鉛直応力のみに依存するがGvhやGhvは鉛直応力と水平応力の両方に依存することなどの結果が得られた。さらに、実験結果を、中空ねじりせん断試験により得られた結果と比較検討を行った。
【研究代表者】