静的および繰り返し的に作用する浸透力による砂質地盤離の破壊機構の研究

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砂質地盤からなる海岸防波堤マウンドの潮力、波力等の繰り返しによる経年劣化と破壊機構の解明を目本に砂質地盤の浸透破壊のメカニズムについて実験的検討を行なった。本研究では砂質地盤中に矢板を打設し、一方から水を浸透させて地盤を破壊させる実験を行なった。この問題における限界水位高さにはTerzaghiによる解法があるが、水位高さの上昇速度や地盤のせん断強さなどの項目が無視されているなどの問題がある。本研究ではこの水位上昇速度を変化させて、限界水位に及ぼす透水係数や荷重履歴の影響について検討した。載荷速度による室内せん断試験にはBishopによる正規圧密・過圧密粘土三軸供試体の非排水・排水せん断試験が著名であるが、本研究においても室内モデル実験を用いてこれらの条件に反応する実験を試みた。試料には粘土でいうところの正規圧密と過圧密試料を想定した密詰め砂と緩詰め砂を用いて、急速載荷・超緩速載荷によってそれぞれ非排水と排水条件をシミュレ-トした。この結果、地盤条件が同じでも載荷条件によって地盤の限界水位高さは随分異なることが明らかになった。他方、土の構成式を用いた極限釣り合い解析手法によって、この実験の解析を試みた。急速載荷の場合には水位上昇速度が排水より著しく速いために地盤が殆ど非排水的な挙本となることから、解析は実験値と非常に良い対応を示した。それに対して超緩速載荷の場合には地盤が緩い砂質土の場合には比較的良く解析値と一致するものの、密詰め砂の場合には、過圧密粘土の排水試験時に発生しやすいひずみ軟化挙動のため解析不可能であった。これらの一連の実験および解析を通して浸透破壊問題の解析手法を示すと共に、解析手法の限界を明らかにした。なお、浸透実験では気泡の発生が破壊に著しく関与する事実を発見しており、今後この気泡の発生と破壊の進展について研究を進めていく予定である。