移動境界問題としての液状化フロントの進展解析

液化锋面动边界问题演化分析

• 批准号: 12875086
• 负责人: 関口 秀雄
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875086/
• 关键词: 液状化; 移動境界問題; 海底境界過程

本研究のねらいは、波や流れなどの動的環境外力の作用のもとにおける未固結堆積地盤の液状化進展過程を記述し得る解析手法を開発することであった。そのために、まず細砂地盤を対象とした一連の遠心力場波浪実験を実施し、液状化フロントの深度方向への進展にともなう、地盤表面における著しい鉛直変位変動現象を見出した。その際、高速CCDカメラ撮影法が威力を発揮したことを補足しておく。次いて、液状化層を完全流体とみなし、Lamb(1932)の密度成層理論を拡張、適用することを試みた。具体的には、液状化層の下位に、負のダイレイタンシーを発揮する未液状化層(弾塑性層)を導入し、流体/弾塑性地盤の境界面位置も未知数として全体系を定式化した。その解法には後退差分法を導入した。その結果、波浪負荷にともなう地盤内の過剰間隙圧の発達過程をはじめ、液状化フロントの進展に連動した地盤表面における著しい鉛直変位変動過程の再現が可能となった。本解析法によると、波浪負荷停止後の圧密過程における液状化域からの脱水固化にともなう固体地盤域の拡大プロセスを記述することも可能である。実際、このような液状化後の圧密作用による地盤内の最終間隙比分布を求めたところ、液状化フロントの直上では地盤は非常に高密度化する傾向のあることが分かった。この特性は、地盤の液状化抵抗に及ぼす波浪負荷履歴の影響を解明するうえに重要な手がかりを与えるものである。今後は、地盤表層に粒状体境界層を導入し、砂粒子が外部水域へ離脱し輸送される現象の再現を試みるとともに、ディジタル顕微鏡等を活用した堆積地盤の微視的構造の研究を合わせて進める予定である。

In this study, the effects of environmental forces on the behavior of unconsolidated deposits were described and the analytical methods were developed. The phenomenon of vertical fluctuation of the surface of the ground is observed in the process of wave movement of the continuous far-field, the depth direction of the liquid crystal and the vertical fluctuation of the surface of the ground. High speed CCD imaging technology is a powerful way to improve the image quality. The theory of density stratification of Lamb(1932) was developed and applied. The specific structure of the liquidized layer and the negative structure of the non-liquidized layer (plastic layer) are introduced, and the boundary position of the fluid/plastic layer is determined. The solution is to introduce the backward difference method. As a result, the development process of excessive gap pressure in the ground due to wave loads will be reversed, and the reproduction of the vertical displacement process on the ground surface will be possible due to the progress of liquefaction. This analytical method describes the process of densification after wave loading stops, such as liquefaction, dehydration and solidification, and the process of solidification of solid domains. In fact, the final gap ratio distribution in the ground due to the pressure effect after liquefaction is calculated. The tendency of the ground to be very dense after liquefaction is also calculated. The characteristics of the fluid resistance of the ground and the influence of the wave load are explained. In the future, the study of the structure of Weishi app will be carried out in conjunction with the study of the introduction of granular layers in the surface layer of the site and the reproduction of the phenomenon of separation and transportation of sand particles from the external water.

项目成果

Miyamoto,J.,Sassa,S.and Sekiguchi,H.: "Wave-induced liquefaction and flow deformation in sand beds"Proc. 15^<th> Int.Conf.Soil.Mech.Geotech.Eng.,Istanbul. (印刷中). (2001)

Miyamoto, J.、Sassa, S. 和 Sekiguchi, H.：“砂床中的波致液化和流动变形”Proc. 15^<th> Int.Conf.Soil.Mech.Geotech.Eng.，伊斯坦布尔。正在出版）（2001）。