海溝型長周期地震時の鋭敏粘土地盤の被害予測法の構築

俯冲带长周期地震敏感粘土地基损伤预测方法开发

基本信息

批准号：
19656120
负责人：
小高猛司
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Meijo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,自然堆積粘土地盤に海溝型地震が発生した場合を想定し,高精度な被害予測手法の構築を目標としている。そのため,自然堆積粘土特有の動的性質を明らかにし,それを構成モデルの構築に役立てることにより,解析手法の高度化を図ることとしている。はじめに,大阪府大東市において,東大阪鋭敏粘土を実際にサンプリングし,物理試験,圧密試験,三軸試験等を実施し,系統的に鋭敏粘土の物理特性,力学特性を把握することを試みた。その結果,採取した粘土は,圧縮特性,せん断特性のいずれにおいても,鋭敏性の高い自然堆積粘土の典型的な性質を有しており,本研究の目的に非常に合致した実験材料であることが確かめられた。一方,自然地盤の応力状態を模擬した異方応力条件下で,繰返し直接せん断が可能である繰返し単純せん断試験装置を新たに開発した。その装置を用いて,再構成粘土とサンプリングした鋭敏粘土の繰り返し載荷試験を実施し,自然堆積粘土の動特性の把握を試みた。その結果,自然堆積粘土の繰り返しせん断強度は,自然地盤における鉛直方向の圧密降伏応力にのみ依存することが明らかになった。さらに,繰り返し載荷時の応力〜ひずみ関係にも,一定の割合でひずみの増加が見られる再構成粘土とは明らかに異なる鋭敏粘土特有の変形・強度特性が観察された。さらに,圧縮・伸張三軸ならびに繰り返し三軸試験も実施し,鋭敏粘土特有の動的性質を明らかにした。以上の実験結果を,SYSカムクレイモデルに適用した結果,静的試験については極めて高精度に実験結果を説明できるものの,自然堆積粘土の繰り返し挙動については,現状のモデルでは説明できない部分が多く残されており,本研究で構成モデルの改良を行い,より現実のデータに近い繰り返し挙動がシミュレートできることを示した。

本研究的目的是基于俯冲带地震发生在自然沉积的粘土地面的假设，开发一种高精度的损伤预测方法。因此，我们的目标是通过阐明自然沉积粘土特有的动态特性并利用它们构建本构模型来提高分析方法的复杂性。首先，我们在大阪府大东市实际取样了东大阪敏感粘土，并进行了物理试验、固结试验、三轴试验等，试图系统地了解敏感粘土的物理力学特性。因此，收集到的粘土在压缩和剪切特性方面均具有高度敏感的自然沉积粘土的典型特性，并且是一种非常适合本研究目的的实验材料。另一方面，我们开发了一种新型循环简单剪切试验装置，能够在模拟自然地基应力状态的各向异性应力条件下进行重复直接剪切。利用该设备对再生粘土和取样敏感粘土进行了重复加载试验，试图了解自然沉积粘土的动力特性。结果表明，自然沉积粘土的循环剪切强度仅取决于自然地基中的竖向固结屈服应力。此外，在重复加载过程中的应力-应变关系中，观察到了敏感粘土特有的变形和强度特征，这与应变以恒定速率增加的重构粘土明显不同。此外，还进行了压缩/拉伸三轴和重复三轴试验，以阐明敏感粘土独特的动态特性。将上述实验结果应用到SYS凸轮粘土模型中，虽然可以以极高的精度解释静态测试的实验结果，但对于重复行为，仍有许多部分无法用当前模型解释在这项研究中，我们改进了本构模型，并表明可以模拟更接近真实数据的重复行为。