礫質土の変形特性に関する実験的研究

砂よりも大きな粒径を有し、かつ砂よりも高い密度まで締め固まる礫質土は、大型の建築物・土木構造物を支持する基礎地盤として利用されることが多く、盛土・擁壁などの土構造物を建設する地盤材料としても用いられる。実際の建設工事において密な礫質土地盤に生じるひずみの大きさは0.1%程度以下で、破壊ひずみよりもはるかに小さい。本研究においては、このような小〜微小ひずみレベルにおける密な礫質土の変形特性を明らかにすることを目的として、高精度な室内土質試験を系統的に行った。また、礫質土の場合には土粒子の初期堆積構造とその後の応力状態の変化に起因する異方性の影響が大きいと考えられるため、軸対称の応力条件下で行う三軸試験に加えて、鉛直方向および水平一方向にも独立した載荷を行うことができる三主応力制御試験もあわせて実施し、砂の場合の試験結果と比較した。最終年度である今年度は、小型の試験装置による砂の三主応力制御試験を系統的に実施し、砂の種類によって微小変形特性の異方性が異なることを明らかにした。さらに、大型の三主応力制御試験装置の制御・計測プログラムと関連するハードウェアを更新し、Windows環境下で効率よく作業ができるようにした。なお、研究成果の一部を2002年にGeotechnical Testing Journal, Vol.25, No.4で"Comparison of Young's moduli of dense sand and gravel measured by dynamic and static methods (動的および静的に測定した密な砂と礫のヤング率の比較)"として公表したところ、この論文に対してASTM (American Society for Testing and Materials,米国材料試験及び材料物性学会)の2004年度C.A.Hogentogler Award (ホーゲントグラー賞)を受賞した。

砂よりも大きな粒径を有し、かつ砂よりも高い密度まで締め固まる礫質土は、大型の建築物・土木構造物を支持する基礎地盤として利用されることが多く、盛土・擁壁などの土構造物を建設する地盤材料としても用いられる。実際の建設工事において密な礫質土地盤に生じるひずみの大きさは0.1%程度以下で、破壊ひずみよりもはるかに小さい。本研究においては、このような小〜微小ひずみレベルにおける密な礫質土の変形特性を明らかにすることを目的として、高精度な室内土質試験を系統的に行った。また、礫質土の場合には土粒子の初期堆積構造とその後の応力状態の変化に起因する異方性の影響が大きいと考えられるため、軸対称の応力条件下で行う三軸試験に加えて、鉛直方向および水平一方向にも独立した載荷を行うことができる三主応力制御試験もあわせて実施し、砂の場合の試験結果と比較した。最終年度である今年度は、小型の試験装置による砂の三主応力制御試験を系統的に実施し、砂の種類によって微小変形特性の異方性が異なることを明らかにした。さらに、大型の三主応力制御試験装置の制御・計測プログラムと関連するハードウェアを更新し、Windows環境下で効率よく作業ができるようにした。なお、研究成果の一部を2002年にGeotechnical Testing Journal, Vol.25, No.4で"Comparison of Young's moduli of dense sand and gravel measured by dynamic and static methods (動的および静的に測定した密な砂と礫のヤング率の比較)"として公表したところ、この論文に対してASTM (American Society for Testing and Materials,米国材料試験及び材料物性学会)の2004年度C.A.Hogentogler Award (ホーゲントグラー賞)を受賞した。