応力変化に伴う土質材料の構造の乱れ評価と再圧密法に関する研究

应力变化引起的土体结构扰动评价及再固结方法研究

• 批准号: 11750434
• 负责人: 山下 聡
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750434/
• 关键词: ベンダーエレメント; せん断剛性率; せん断波速度; 砂質土; 繰返し載荷試験; 異方圧密; 構造異方性; 構造の乱れ; ヤング率

砂質土地盤の液状化強度やせん断特性を正確に室内試験から評価するためには,試料採取時から試験に至る過程で試料が受ける乱れを評価する必要がある。本研究では乱れを評価する指標として初期剛性の変化に着目し,種々の応力状態で圧密した砂質土供試体のせん断波速度をベンダーエレメントを用いて測定し比較した。さらに,凍結サンプリング試料の初期剛性をベンダーエレメントと繰返し試験により求め原位置試験結果と比較することによって,より正確な原位置のせん断特性を求めるための再圧密や評価法を検討した。その結果,以下のような成果が得られた。1.堆積構造と応力状態の異方性が初期剛性に及ぼす影響について(1)等方応力状態において,堆積面に対して平行に伝播・振動するせん断波の速度が他の方向よりも高くなり,その比は豊浦砂で1.05,火山灰では1.13であった。(2)堆積面に対して垂直または平行に伝播し,平行または垂直に振動するせん断波の速度は等しい。(3)せん断剛性(せん断波速度)は,せん断波の振動及び伝播方向の応力に依存し,それと垂直な方向の応力にはほとんど依存しない。(4)等方応力状態から離れ破壊状態に近い応力状態になるに従って,異方応力状態での初期剛性は既存の推定式で表される関係よりも低下するが,その低下割合はせん断波の伝播方向および圧密時の主応力方向によって異なる。2.凍結サンプリング試料を用いた室内試験と原位置試験による初期剛性の比較について(1)繰返し試験から求めた剛性は,原位置試験で測定したせん断波速度から求めた剛性よりも硬質な地盤ほど低くなる。(2)原位置試験と室内試験による剛性の差は,繰返し試験よりもベンダーエレメント試験の方が少ない。(3)室内試験から試料の乱れを評価する場合には繰返し試験よりも原位置試験と同じせん断波速度から評価すべきである。

为了通过实验室试验准确评价砂土的液化强度和剪切特性，需要评估样品从样品采集到试验过程中所受到的扰动。在本研究中，我们重点关注初始刚度的变化作为评价湍流的指标，并使用弯曲单元比较了在各种应力​​条件下固结的沙土样本的剪切波速度。此外，通过使用弯曲单元和循环试验确定冷冻样品的初始刚度，并将其与现场试验结果进行比较，我们研究了重新固结和评估方法，以获得更准确的现场剪切性能。结果，获得了以下结果。 1.关于沉积结构的各向异性和应力状态对初始刚度的影响 (1)在各向同性应力状态下，平行于沉积表面传播和振动的剪切波的速度高于其他方向的速度，丰浦砂的比率为1.05，火山灰的比率为1.13。 (2)垂直或平行于沉积表面传播的剪切波与平行或垂直振动的剪切波具有相等的速度。 (3) 剪切刚度（剪切波速）取决于剪切波振动和传播方向上的应力，但几乎不依赖于垂直方向上的应力。 (4) 随着应力状态远离各向同性应力状态并逐渐接近断裂状态，各向异性应力状态下的初始刚度与现有估计公式表达的关系相比有所减小，但减小的速率是由于剪切波取决于固结过程中的传播方向和主应力方向。 2、室内冷冻样品试验与原位试验的初始刚度比较 变低。 (2)弯曲单元试验中现场试验与实验室试验的刚度差异小于循环试验。 (3) 在实验室试验评价样品湍流时，应根据与现场试验相同的剪切波速进行评价，而不是通过重复试验进行评价。

项目成果

山下聡: "繰返し試験とBE試験による砂と火山灰質土のせん断剛性"地盤工学会北海道支部技術報告集. 40. 135-142 (2000)

Satoshi Yamashita：“通过重复试验和BE试验测定沙子和火山灰土的剪切刚度”日本岩土工程学会北海道分会的技术报告40. 135-142（2000）。

山下聡: "ベンダーエレメント試験から求めた砂質土のせん断弾性係数に及ぼす異方圧密の影響"地盤工学研究発表会講演集. 35(発表予定). (2000)

Satoshi Yamashita：“各向异性固结对通过弯曲单元试验确定的砂土剪切模量的影响”岩土工程研究会议记录 35（待提交）。

山下聡: "砂質土のせん断波速度に及ぼす構造異方性の影響"地盤工学研究発表会講演集. 36(発表予定). (2001)

Satoshi Yamashita：“结构各向异性对沙土中剪切波速度的影响”岩土工程研究会议论文集 36（待发表）。

S.YAMASHITA: "Small strain stiffness on anisotropic consolidated state of sands by bender elements and cyclic loading tests"Proceedings of the 15th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 1(発表予定). (2001)

S.YAMASHITA：“通过弯曲单元和循环荷载试验对砂的各向异性固结状态进行小应变刚度”第 15 届国际土壤力学和岩土工程会议记录 1（即将发表）。

星和則: "ベンダーエレメントを用いた砂と火山灰質土のせん断波速度測定"地盤工学研究発表会講演集. 35(発表予定). (2000)

Kazunori Hoshi：“使用弯曲元件测量沙子和火山灰土壤中的剪切波速度”岩土工程研究会议记录 35（待提交）。