砂質地盤の動的応力-ひずみ挙動とその予測に関する研究

種々の堆積条件、応力系のもとにある原位置砂地盤の動的応力-ひずみ関係を支配する諸要因の解明を目的として、一連の実験的および解析的研究を進めた。本研究で得られた研究成果は、以下のように要約される。1,ブロックサンプリング法によって得た不攪乱砂試料の非拝水繰返しせん断試験から、自然堆積砂地盤の液状化特性に無視できない構造異方性の影響が存在することを示した。さらに進めた解析的研究から、繰返し応力比や繰返し載荷回数によらない内部状態量と考えられるせん断仕事が任意の偏差応力の下で発生間隙水圧と一義的な関係にあるという事実に基づけば、自然堆積砂の異方的な有効応力経路を予測できることが明らかにされた。2,堆積面の傾斜角および圧密条件を種々に変えた平面ひずみ試験から、自然堆積砂の平面ひずみ応力-ひずみ-強度特性は堆積面と最大主応力の方向との関係のみならず、圧密条件によっても著しく変化することを見い出した。また、平面ひずみ応力比-ひずみ増分比関係は異方圧密の影響を受けないが、堆積面の傾斜角に著しい依存性が認められた。3,原位置の異方的な圧密条件および不攪乱試料のサンプリングから試験に至る過程において砂試料が受ける種々の応力(変形)履歴を三軸供試体内でシミュレートした非排水繰返し三軸試験から、次の事実が示された。(1)伸張側に変形履歴を与えると、顕著な液状化強度の増加が認められる。(2)圧縮側や等方圧密条件での種々の変形履歴は、真の液状化強度を変化させるものではないことから、これらの応力条件では初期構造異方性(砂粒子の配列構造)がほとんど保持されていると推定できる。(3)異方的な応力条件での変形履歴によるこのような液状化特性の変化は砂粒子の堆積構造の変化に起因するものである。

種々の堆積条件、応力系のもとにある原位置砂地盤の動的応力-ひずみ関係を支配する諸要因の解明を目的として、一連の実験的および解析的研究を進めた。本研究で得られた研究成果は、以下のように要約される。1,ブロックサンプリング法によって得た不攪乱砂試料の非拝水繰返しせん断試験から、自然堆積砂地盤の液状化特性に無視できない構造異方性の影響が存在することを示した。さらに進めた解析的研究から、繰返し応力比や繰返し載荷回数によらない内部状態量と考えられるせん断仕事が任意の偏差応力の下で発生間隙水圧と一義的な関係にあるという事実に基づけば、自然堆積砂の異方的な有効応力経路を予測できることが明らかにされた。2,堆積面の傾斜角および圧密条件を種々に変えた平面ひずみ試験から、自然堆積砂の平面ひずみ応力-ひずみ-強度特性は堆積面と最大主応力の方向との関係のみならず、圧密条件によっても著しく変化することを見い出した。また、平面ひずみ応力比-ひずみ増分比関係は異方圧密の影響を受けないが、堆積面の傾斜角に著しい依存性が認められた。3,原位置の異方的な圧密条件および不攪乱試料のサンプリングから試験に至る過程において砂試料が受ける種々の応力(変形)履歴を三軸供試体内でシミュレートした非排水繰返し三軸試験から、次の事実が示された。(1)伸張側に変形履歴を与えると、顕著な液状化強度の増加が認められる。(2)圧縮側や等方圧密条件での種々の変形履歴は、真の液状化強度を変化させるものではないことから、これらの応力条件では初期構造異方性(砂粒子の配列構造)がほとんど保持されていると推定できる。(3)異方的な応力条件での変形履歴によるこのような液状化特性の変化は砂粒子の堆積構造の変化に起因するものである。