高精度室内試験とエネルギー的観点に基づく複数回液状化特性の解明と予測手法の開発

基于高精度实验室测试和能源观点的多种液化特性的阐明和预测方法的开发

基本信息

批准号：
17J05565
负责人：
青柳悠大
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

同一の砂質地盤において複数回液状化する場合の地盤強度特性を把握するために、多層リングせん断試験装置と中空ねじりせん断試験装置を用いて、同一の供試体に対して4～5回の連続した液状化試験を実施した。試験条件として、初期相対密度、初期拘束圧、せん断ひずみ量を変化させ、これらの因子がどの程度複数回液状化特性に影響し得るかを系統的に実験を行った。その結果、直前のせん断ひずみ履歴量が大きいと著しく再液状化強度が低下することを示し、一方で、小さなせん断ひずみ履歴を与えると再液状化強度が増加することを示した。また、液状化過程中の平均有効主応力の変化を考慮した応力比-ひずみ関係よりエネルギー的指標を算出し、この指標を用いて再液状化強度との関係を定量的に評価することを試みた。実験結果に基づいて、このエネルギー的指標には再液状化強度を増加させるエネルギー分(正の効果)と減少させるエネルギー分(負の効果)があることを仮定し、有効応力経路図における変相線がこれらの2種類のエネルギー分の境界であるとして分析を行った。2種類のエネルギー分と再液状化強度との関係性を調べたところ、有効応力経路上の変相線に至るまでの「正の効果」が大きいほど再液状化強度は大きく、変相線に至った後の「負の効果」が大きいほど再液状化強度が小さくなることを示した。さらに、2種類のエネルギー分と再液状化強度の関係性を定式化し、実測値と計算値の比較を行った。その結果、液状化過程中の平均有効主応力の変化を考慮することによって、再液状化強度の予測精度が大幅に向上することを示した。

为了了解同一砂质地面多次液化时的地基强度特性，采用多层环剪试验装置和空心扭剪试验装置对同一试件连续进行4～5次液化试验。。通过改变试验条件、初始相对密度、初始围压和剪应变量，并进行系统实验多次检验这些因素对液化特性的影响程度。结果表明，当先前的剪应变历史较大时，再液化强度显着下降，而当给定较小的剪应变历史时，再液化强度则增加。此外，还尝试根据液化过程中平均有效主应力的变化，根据应力比-应变关系计算能量指数，并利用该指数定量评价与再液化强度的关系。根据实验结果，我们假设该能量指标具有增加再液化强度的能量成分（正效应）和降低再液化强度的能量成分（负效应），并对有效应力路径图中的相变进行了分析。假设该线是这两种能量分量之间的边界。当我们研究两类能量与再液化强度之间的关系时，我们发现，对直到相变线的有效应力路径的“正效应”越大，再液化强度就越大；达到该点后的“负作用”，再液化强度变得越小。此外，我们制定了两种能量含量和再液化强度之间的关系，并比较了测量值和计算值。结果表明，考虑液化过程中平均有效主应力的变化，可以显着提高再液化强度的预测精度。