要素試験・模型実験・有限要素法による地盤の強度異方性とひずみ軟化を考慮した砂地盤の支持力特性の研究

利用单元试验、模型试验和有限元方法研究考虑地基强度各向异性和应变软化的砂地基承载力特性

基本信息

批准号：
01302043
负责人：
龍岡文夫
金额：
$ 3.07万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Co-operative Research (A)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01302043/
关键词：
基礎の支持力有限要素法模型実験寸法効果層状地盤火山灰土

项目摘要

地盤の支持力のメカニズム・支持力の予測法の確立・現行の実務的設計計算法の位置付けの研究を行った結果,次のことが明らかになった。1.土の変形・強度特性の強い非線形性と異方性,すべり帯の発生・発達,地盤の進行的破壊を取り扱える有限要素法を開発した。特に,せん断層を含む要素をその中の変形が一様である等価な要素に置き換える方法によって,基礎幅2.5cmから50cmまでの平面ひずみ状態での豊浦砂を用いた模型実験の結果をよく再現できた。2.基礎幅B_0=23cmと50cmでの地球の重力(1g)の下での実験と,加速度7.7gと16.7gでの基礎幅B_0=3cmでの遠心力載荷実験を,根入れの無い基礎と根入れのある基礎で豊浦砂地盤で行い,結果を比較した。同一のB=n・B_0に対して,両者で荷重沈下曲線の初期部分は一致するが,最大荷重時の基礎沈下量と支持力は遠心力載荷実験での値の方が2倍以上大きかった。即ち,いわゆる基礎寸法の増加による寸法効果は,圧力効果と粒子径効果の二つから成り立っていることがわかった。3.実務設計で現在広く使われていくつかの支持力予測方法を検討したところ,標準貫入試験N値から内部摩擦角φを過小評価し,等方完全塑性解を用いて支持力を過大評価する構造になっていることが判明した。4.砂層内に軟弱粘土層を有する地盤の支持力を実験的に検討した。さらに上記有限要素法で解析したところ,実験結果を良く再現できた。5.自然堆積火山灰の不攪乱供試体の三軸圧縮試験と繰返し非排水三軸試験を行い,変形・強度特性が著しく異方的であることを明らかにした。

由于地面轴承能力的机制，建立了一种预测轴承能力的方法，并定位了当前的实际设计计算方法，因此揭示了以下内容。 1。我们开发了一种有限元方法，可以处理土壤非线性和各向异性的强烈变形和强度，滑动区域的产生和发育以及地面的进行性断裂。特别是，通过更换包含具有均匀变形的等效元件的剪切层的元素，在平面菌株状态下，使用Toyoura砂的模型实验的结果可以很好地再现。 2。在地球重力下（1G）在基本宽度B_0 = 23厘米和50厘米处进行的实验，以及基本宽度B_0的离心载荷实验在加速度为7.7g和16.7g的加速度为3cm，在Toyoura砂地面上进行了Toyoura Sand接地，而没有生根，并比较了碱基，并比较了结果。对于相同的B = n・B_0，负载沉降曲线的初始部分是在两者之间重合的，但是最大负载下的基本沉降量和轴承容量大于离心载荷实验中的基础沉降量和轴承能力。换句话说，发现增加基础维度的维度效应包括两个效果：压力效应和粒度效应。 3。在检查了当前在实践设计中广泛使用的几种轴承能力预测方法之后，发现内部摩擦角φ被标准的穿透测试N值低估了，并且使用各向同性的完美塑料溶液高估了轴承能力。 4。实验研究了砂层中柔软粘土层的地面的轴承能力。此外，当使用上述有限元方法分析时，实验结果得到了很好的再现。 5。进行了自然沉积火山灰的不间断标本的三轴压缩测试和反复的未排水三轴测试，以揭示变形和强度特性显着各向异性。