地盤が液状化に至る変相メカニズムの解明とその解析手法

导致地面液化的相变机理及其分析方法的阐明

• 批准号: 21J15851
• 负责人: 栗間 淳
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J15851/
• 关键词: 液状化; 飽和土三相系; 地盤の運動方程式; 地盤工学

令和４年度の研究では，飽和土三相系を考慮した弾塑性モデルの開発とリングせん断試験による液状化試験を行った．飽和土三相系モデルに基づいて，液状化時の剛性回復と劣化を表現するモデルを提案した．繰り返し中空ねじりせん断試験の再現解析を行い，サイクリックモビリティ時の特徴的な挙動が再現できることを示した．また，相変化によるモデリングにより，既往の弾塑性モデルで累積塑性ひずみを用いて表現されていた流動時の剛性低下が精度良く再現できた．外壁が透明なアクリルのせん断箱を有するリングせん断機による非排水繰返し載荷試験を実施し，粒子の運動と過剰間隙水圧やせん断変位などのマクロな力学特性の関係を考察した．粒子の動きは動画解析を用いて求め，せん断帯付近で粒子の回転運動と鉛直運動（ダイレイタンシー）との対応が確認でき，鉛直運動と水圧の増減のタイミングに関係があることを示した．飽和土三相系に基づく支配方程式を用いて，液状化した地盤の変相過程を解析し，弾塑性構成則の改良により，固体から液体への相変化を間隙率の変化で表現することが可能になった．これにより，三軸試験の再現解析で液状化時の特徴的な挙動を再現でき，再液状化などの解析への応用が期待できる．また，リングせん断試験を通じて液状化にいたるまでの粒子運動および，流動現象時の粒子運動を正確に把握できる可能性がある．今後の研究では，提案したモデルをさまざまな実験データや現場データに適用し，モデルの適用範囲や限界を明確にする．また，提案モデルを用いて液状化の予測精度を向上させることで，地盤改良技術や基礎設計の最適化に貢献できることを目指す．

在2022年的研究中，开发了一个弹性模型，该模型考虑了饱和的地球三相系统，并使用环剪切测试进行了液化测试。基于饱和的地球三相模型，我们提出了一个模型，该模型表达了液化过程中刚度恢复和恶化的模型。对空心扭转剪切测试进行了重复的繁殖分析，以表明可以再现循环迁移率期间的特征行为。此外，通过使用相变建模，在过去的弹性塑性模型中使用累积塑性应变表达流动过程中的刚度降低被准确地复制。我们使用带有丙烯酸制成的剪切盒和透明的外墙进行了剪切盒进行了反复的载荷测试，并检查了粒子运动与宏观机械性能之间的关系，例如过量的孔隙水压和剪切位移。使用视频分析确定颗粒的运动，并在剪切带附近确认粒子的旋转运动与垂直运动（染色）之间的对应关系，表明垂直运动与增加或减少水压的时间之间存在关系。使用基于饱和土三相系统的管理方程，分析了液化土壤的相变过程，并通过改善弹性塑料本质定律，通过改变孔隙度来表达从固体变为液体的相变。这允许对三轴检验进行复制分析，以复制液化过程中的特征行为，并且可以预期将其应用于ReliqueFaction等分析。此外，通过环剪切试验，可以准确掌握导致液化和流动现象过程中粒子运动的粒子运动。在未来的研究中，提出的模型将应用于各种实验和现场数据，并且将阐明模型的范围和限制。此外，通过使用拟议的模型提高液化预测的准确性，我们旨在为地面改进技术和基本设计的优化做出贡献。

项目成果

液状化地盤のスロッシング現象によるひずみの局所化に関する一考察

液化地面晃动现象应变局部化研究

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土木学会論文集A1（構造・地震工学）
• 作者: Yang;Hanting; Carballo;Alexander; Takeda;Kazuya;;伊藤裕也，栗間淳，後藤浩之，澤田純男
• 通讯作者: 伊藤裕也，栗間淳，後藤浩之，澤田純男

2022年3月16日福島県沖の地震の余震観測に基づく福島県相馬市付近の地盤震動特性の評価

基于2022年3月16日福岛县近海地震的余震观测，评估福岛县相马市附近的地震动特征

• 发表时间: 2022
• 作者: Masakiyo Teranishi;Kazushi Tsutsui;Kazuya Takeda;Keisuke Fujii,;栗間淳，新垣芳一，後藤浩之，澤田純男;江口拓生，後藤浩之，栗間淳，Anirban Chakraborty
• 通讯作者: 江口拓生，後藤浩之，栗間淳，Anirban Chakraborty

液状化地盤のスロッシングによるひずみの局所化

液化地面晃动引起的局部应变

• 发表时间: 2021
• 作者: Katoh Toshihiko;Yamada Chihaya;Wallace Michael D;他13名、Nishiyama Makoto、Kimura Ikuo、Stubbs Keith A.、Fushinobu Shinya、Katayama Takane;伊藤裕也，後藤浩之，栗間淳，澤田純男
• 通讯作者: 伊藤裕也，後藤浩之，栗間淳，澤田純男

深層学習と数理モデルの組み合わせによる土の繰返しせん断特性の表現法

深度学习与数学模型相结合的土体循环剪切特性表达方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 奥山あかり;細島頌子;角田聡;神取秀樹;ショーバックジェイコブ英輔，栗間淳，後藤浩之，三上武子，吉田望，澤田純男
• 通讯作者: ショーバックジェイコブ英輔，栗間淳，後藤浩之，三上武子，吉田望，澤田純男

土の弾塑性挙動を考慮した半地下構造物に作用する地震時土圧

考虑土体弹塑性行为的半地下结构地震土压力

• 发表时间: 2022
• 作者: 澄川瑞季;吉住玲;内橋貴之;神取秀樹;森元康，後藤浩之，栗間淳，澤田純男，五十嵐徹
• 通讯作者: 森元康，後藤浩之，栗間淳，澤田純男，五十嵐徹