砂礫混合土の微視的モデルによる初期状態量と強度の評価に関する研究

利用砂石混合土微观模型评价初始状态量和强度的研究

• 批准号: 22KJ2345
• 负责人: 田上 聖人
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2345/
• 关键词: 礫分; 安息角; 平面ひずみ; 支持力; 個別要素法

二種混合体として、砂礫混合土のように、礫分(大粒子)と砂分(小粒子)で構成される土がある。二種混合体は、大粒子含有率によって、強度や破壊形態といった材料挙動が変化する。具体的には、小粒子が材料挙動の主体となる「小粒子骨格構造」、大粒子が材料挙動の主体となる「大粒子骨格構造」、それらの間に位置し、小粒子と大粒子の双方の特徴が材料挙動に現れ、大粒子含有率によって変化する「中間骨格構造」に分類される。また、小粒子骨格構造と中間骨格構造の境界となる大粒子含有率を「小粒子骨格構造の限界大粒子含有率」、中間骨格構造と大粒子骨格構造の境界となる大粒子含有率を「大粒子骨格構造の限界大粒子含有率」と定義される。本研究の目的は、拘束圧作用下の二種混合体の限界大粒子含有率を、微視的モデルを用いて定量的に評価することである。そのために、安息角実験、平面ひずみ圧縮試験、支持力模型実験に加えて、個別要素法による実験のシミュレーションを実施する。令和4年度では、「拘束圧を100kPaとした平面ひずみ圧縮試験」を行うとともに、以前に実施した「極低圧条件となる安息角実験」、「個別要素法による安息角実験の再現解析」、「遠心場での支持力模型実験」の結果を再整理した。さらに、微視的モデルの計算結果との比較検討を行った。その結果、微視的モデルで算出したものと比べて、実験で取得した限界大粒子含有率は、概ね、小粒子骨格構造の限界大粒子含有率は大きく、大粒子骨格構造の限界大粒子含有率は小さくなった。現状の微視的モデルは、拘束圧が非常に低い状態を想定している。つまり、拘束圧が作用(増加)すると、小粒子骨格構造の限界大粒子含有率は大きくなり、大粒子骨格構造の限界大粒子含有率は小さくなることが分かった。そのため、拘束圧作用下の限界大粒子含有率を評価する微視的モデルには、この影響を考慮する必要があると考えられる。

作为两种类型的混合物，有由砾石（大颗粒）和沙子（小颗粒）组成的土壤，例如沙砾混合土。两种混合物的材料行为，例如强度和断裂形态，根据大颗粒含量而变化。具体来说，有以小粒子为物质行为主体的“小粒子骨架结构”、以大粒子为物质行为主体的“大粒子骨架结构”、以大粒子为物质行为主体的“大粒子骨架结构”。其中小颗粒和大颗粒两种特性都出现在材料行为中，被归类为根据大颗粒含量而变化的“中间骨架结构”。另外，形成小颗粒骨架结构和中间骨架结构之间边界的大颗粒含量是“小颗粒骨架结构的临界大颗粒含量”，形成中间骨架结构之间边界的大颗粒含量。中间骨架结构和大颗粒骨架结构被定义为“小颗粒骨架结构的临界大颗粒含量”。本研究的目的是使用微观模型定量评估围压下双组分混合物的临界大颗粒含量。为此，除了休止角实验、平面应变压缩实验、承载力模型实验外，我们还将采用离散元方法进行实验模拟。 2020年度将进行“围压100kPa的平面应变压缩试验”、“极低压条件下的休止角实验”、“利用离散模型对休止角实验进行再现分析”。单元法”和“离心场支撑力模型实验”的结果进行了重新排列。此外，还与微观模型的计算结果进行了对比研究。结果，与微观模型计算相比，实验得到的临界大颗粒含量普遍大于小颗粒骨架结构的临界大颗粒含量，且大颗粒骨架结构的临界大颗粒含量比例普遍较大。变小。当前的微观模型假设围压非常低。换句话说，发现当围压作用（增加）时，小颗粒骨架结构的临界大颗粒含量增加，而大颗粒骨架结构的临界大颗粒含量减少。因此，在评估围压作用下临界大颗粒含量的微观模型中，有必要考虑这种效应。

项目成果

遠心模型実験における二種混合体の支持力特性に与える大粒子含有率の影響

离心模型实验中大颗粒含量对双组分混合物支撑力特性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 田上聖人;中田幸男;Jonathan Black
• 通讯作者: Jonathan Black