剛塑性動的変形解析に基づくN値の力学的考察と動圧密工法の解析的研究

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Martinの塑性定理に基づいて、標準貫入試験の変位量を推測する方法を与えた。具体的事例に標準貫入試験を採用したが、地表面に物体の落下を与えれば動圧密工法における運動メカニズムと全く変わらない。ここでは標準貫入試験を重錘の落下による衝撃問題と捕らえて、運動量の等価な変位速度を地盤に与えて物体の落下による最終変形量を算出する。最終変形量は地盤の塑性エネルギーの消散から与えられる。地盤を粘性土の様なMises材料と、砂質土の様なDrucker-Prager材料に理想化して、地盤深さとN値との関係を数値解析を用いて求めた。その結果、従来提案されている実験公式と比較的良く似た傾向を得ることができた。しかし、実際の標準貫入試験ではサンプラーの機構を兼ね備えているために、数値解析で用いた地盤の初期変位速度に関する等変位速度条件は実際問題を過度にモデル化しているために、解析結果の妥当性や適用性については若干問題が残されている。その点ではN値を求める方法については従来のような標準貫入試験ではなく、むしろサンプラーの機能を捨てて、もっと単純な条件での試験を行うことが、N値自身の土の物性評価力を上げることになると思われる。重錘落下工法に本方法を適用するためには、重錘落下によって生じる地盤の過剰間隙水圧分布の算出が必要になる。本研究ではカムクレイモデルを用いて破壊時有効応力分布の算出を行って過剰間隙水圧分布を算出した。地盤の応力は衝撃力と運動によって刻々と変化するが、境界値問題に固有なモードに到達すると、そのモードのまま変形が収束する性質を用いて固有モードにおける地盤内応力を算出し、過剰間隙水圧算出に成功した。今後は得られた過剰水圧分布の消散に基づく地盤の強度上昇量の評価について実施する予定である。