土の変形係数とポアソン比を求めるための実用的な平板載荷試験機の開発

实用平板加载测定土体变形系数和泊松比试验仪的研制

• 批准号: 13660241
• 负责人: 渡辺 正平
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13660241/
• 关键词: 締固め土; 円筒モールド; 半無限弾性体; 寸法比; 荷軍-たわみ関係; 測定精度; 理論解析解; 載荷円板

半無限一様弾性地盤や半無限多層弾性地盤が表面に垂直荷重を受けたときの地盤内応力や変位を解析する周知のブーシネスクの問題やバーミスターの問題の解析のためには,各層のヤング係数やポアソン比が必要なパラメータとなることが多い.一方,ダムや堤防,擁壁などの土構造物で理論解析解が存在しない問題を解析するために,有限要素法によって弾性解析する場合にも対象とする物体のヤング係数やポアソン比を与える必要がある。しかし,明確な根拠や実験データに基づいて両者の値が与えられる例はまれである.締固め土の変形係数は,一般に一軸圧縮試験での応力-ひずみ曲線から得られる割線勾配や接線勾配から推定されるが,そのときはポアソン比は0とみなされる.土のポアソン比を測定するためには,測定装置と実験手続きが一軸圧縮試験より格段に複雑な三軸圧縮試験を行わなければならない.筆者は過去に円筒モールドに締固められた土に対して平板載荷試験を行うことによって,締固め土の変形係数とポアソン比の両方の値を評価できる方法を見出しそれを報告した.その内容は,載荷円板とモールドの寸法比が異なる2つのモールドに同じ条件で締固められた土に対して繰り返し平板載荷試験を行い,そのときの荷重強度と加圧板のたわみの関係を理論解析解にあてはめるものである.その際,大型のモールドを使用すれば測定精度は良好である.しかし,実験の準備に多大の労力を要するため,多様な条件のもとでの実験を行うのには効率的でない.この度の科研費による研究の目標は,小型モールドを使用した実験の測定精度を向上させることであった.その目標はある程度達成できたので,次年度はこの実験装置を用いて実験データを積み重ねることを計画している.

为了分析著名的Boussinesque问题和Burmister问题，分析半无限均匀弹性地基或半无限多层弹性地基表面受到垂直荷载时地基中的应力和位移，有需要系数和泊松比的参数另一方面，当使用有限元方法进行弹性分析以分析大坝、堤坝和挡土墙等土结构问题时，没有理论解决方案，也有必要给出杨氏系数和泊松比。然而，基于明确证据或实验数据给出这两个值的情况很少见。压实土的变形系数一般是根据单轴压缩试验中的应力-应变曲线得到的割线斜率和切线斜率来确定的。 ，在这种情况下，泊松比被认为是0。为了测量土壤的泊松比，需要需要进行三轴压缩试验，这比单轴压缩试验需要复杂得多的安装和实验程序，我们发现并报道了一种可以同时评估变形系数和泊松比的方法。内容如下：在不同尺寸比的两个模具中对相同条件下压实的土体进行重复平板加载试验，将压板的载荷强度与挠度之间的关系应用到理论解析解中进行测量。如果使用大模具，精度会很好，但是需要花费大量的精力来准备实验。这项由KAKENHI资助的研究的目标是提高使用小型模具的实验的测量精度，由于我们已经在一定程度上实现了我们的目标，所以我们计划明年使用这个实验装置来积累实验数据。