締固め土構造物の変形挙動予測手法の開発

开发预测压实土结构变形行为的方法

基本信息

批准号：
14750414
负责人：
河井克之
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750414/
关键词：
不飽和土サクション水分特性曲線締固め曲線

项目摘要

間隙に空気相と液相を含む不飽和土は、土構造物の設計の際に締固め土という形で材料として用いられる。本研究の目的は、従来の飽和土の力学ではなく、不飽和土の力学を用いて締固め土構造物の変形挙動予測を行うことにある。前年の、締固め土の圧密降伏応力算定手法の開発に続き、本年は水理境界条件が土内部の含水状態に及ばす影響を検討するために、模型土槽を作成し、土柱試験を行った。ここでは、特に地下水位以上の領域での、含水状態に焦点を絞っている。模型土槽は、直径20cm、高さ100cmの土柱内の水位が下部ポーラスメタルを介して連続するマリオット管を用いて制御できるもので、負の間隙水圧を測定できるようにテンシオメーターと含水率測定のためのADR水分計を設置した。水位変動履歴の影響を検討するために、3種類の水位変動パターンを与えた。また、既存の不飽和土/水連成解析プログラムDACSAR-Uを用いて、解析を行い試験結果との比較を行った。一般的に、地下水位以上の間隙水圧を計測することはまれであるため多くの場合、地下水位以上の飯域に対して、静水圧分布に準じた負の間隙水圧を仮定するが、試験結果は静水圧分布ほどの大きな負の水圧は見られなかった。しかし、時間とともに水位変動とは独立に静水圧分布へと接近していく様子が伺えた。解析でも同じ結果が得られたことから、不飽和化によって土の透水係数が劇的に小さくなるため、容易に静水圧分布を呈することができなくなっていると考えられる。実現場では、地表面の乾湿などさらに境界条件が複雑になることから、間隙水圧分布はさらに複雑になっていると考えられ、本研究は、現場計測の必要性を問うている。しかし、測定される負の間隙水圧と含水率の関係は、別途試験によって得た水分特性曲線と一致しており、負の間隙水圧が測定できれば、含水率は算出可能であることを示した。

非饱和土的空隙中含有空气和液相，在设计土结构时以压实土的形式用作材料。本研究的目的是使用非饱和土力学而不是传统的饱和土力学来预测压实土结构的变形行为。继去年开发出压实土固结屈服应力计算方法后，今年我们制作了模型土箱并进行了土柱试验，以检验水力边界条件对土内含水量的影响。我做到了。在这里，我们重点关注含水量，尤其是地下水位以上的区域。模型土箱直径为 20 厘米，高度为 100 厘米，可以通过底部的多孔金属使用连续的万豪管来控制土柱内的水位。安装了 ADR 水分计来测量负孔隙水压力。为了考察水位波动历史的影响，给出了三种类型的水位波动模式。此外，利用现有的非饱和土/水相互作用分析程序DACSAR-U进行分析，并与试验结果进行比较。一般来说，很少测量地下水位以上的孔隙水压力，因此在很多情况下，负孔隙水压力被假设为遵循地下水位以上区域的静水压力分布，但测试结果并没有观察到大的负水压如静水压力分布。然而，随着时间的推移，静水压力分布似乎逐渐接近与水位波动无关的静水压力分布。由于在分析中获得了相同的结果，因此认为不饱和度显着降低了土壤的导水率，使得不再能够容易地表现出静水压力分布。在实际现场，由于地表的干燥和湿润等边界条件变得更加复杂，孔隙水压力分布被认为更加复杂，本研究对现场测量的必要性提出了质疑。但实测负孔隙水压力与含水量的关系与单独试验得到的水分特征曲线吻合，说明如果能测出负孔隙水压力，就可以计算出含水量。