ひずみ経路制御K_0圧密時の構造変化の検討による洪積粘土異常沈下現象の原因究明

通过应变路径控制K_0固结过程中的结构变化研究洪积粘土异常沉降的原因

• 批准号: 02F00343
• 负责人: 内田 一徳
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00343/
• 关键词: 洪積粘土; K_0圧密; 三軸試験; ひずみ経路制御; 粒子構造; ベンダーエレメント; 走査型電子顕微鏡; 珪藻類; ひずみ経路; 圧密試験; せん断弾性係数; 沖積粘土

大阪湾などの海底地盤に堆積する洪積粘土の圧密特性,特に先行圧密圧付近の特異な沈下挙動を解明することが現在も進行する沈下の原因解明と対策の検討に不可欠であり,学術的・社会的な意味も大きいと考えられる.本研究では,この洪積粘土のひずみ経路制御K_0圧密試験を行い,K_0圧密過程における土の力学的挙動と構造変化を調べることを目的としている.またベンダーエレメントシステムを用いて,洪積粘土のK_0圧密中のせん断弾性係数を求め,間接的に粒子構造変化を考察した.さらに走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察を行い,直接,粒子構造の変化を確認した.本研究の結果,次のような結論を得た.(1)ひずみ経路制御K_0圧密三軸試験では,DPVCを使って体積変化を直接制御することにより,精密かつ効率的に通常の非排水試験とほぼ同じ速度でK_0圧密を行えることが明らかになった.(2)試験の結果,洪積粘土の圧密特性,特に先行圧密圧p_c付近の挙動は間隙比が急激に減少するという,年代効果を受けた粘土特有の非常に特徴的なものであることがわかった.これは再構成粘土(カオリン)には見られない挙動である.また,K_0値はp_c付近まで減少し,その後急激に増加して一定値になるという変化が示され,このp_c付近で粘土粒子に構造変化が起きたと考えられる.(3)K_0圧密中のせん断弾性係数はG=100MPaあたりまでは増加を続けるが,それ以降はあまり変化がない.これはp_c付近での間隙比の急激な変化と関連しており,洪積粘土の構造自体が大きく変化したことがわかる.(4)SEMの観察結果について,試験前にはあまり破壊していなかった珪藻類が,試験後には多数破壊しており,p_c付近での間隙の急激な減少の原因の一つとして,珪藻類の外骨格で保たれていた間隙が破壊されることにより起こる現象であると考えられる.

The pressure characteristics of alluvial clay deposited on the seafloor of Osaka Bay are particularly important for the understanding of the causes of subsidence and the study of countermeasures. This study is aimed at controlling the K_0 pressure and density of alluvial clay in the process of K_0 pressure, and adjusting the dynamic and structural changes of soil mechanics. In this paper, the author discusses the relationship between the K0 density and the fracture coefficient of alluvial clay, and the structure of particles indirectly. The electron microscope (SEM) was used to investigate the particle structure directly. The results of this study, the second and final conclusions. (1)3-axis test for inner circuit control K_0 pressure density,DPVC, volume control, direct control, precision control, normal non-drainage test, same speed control K_0 pressure density test, light control. (2)The results show that the pressure density characteristics of alluvial clay, especially the first pressure density p_c, are closely related to the dynamic gap ratio, which decreases rapidly, and the age is affected by the special characteristics of alluvial clay. The clay is formed again. K_0 decreases when p_c is near, and increases rapidly when p_c is near. (3)K The coefficient of discontinuity in the pressure density is G=100MPa, and the coefficient of discontinuity is G =100MPa. The gap ratio of the alluvial clay is changed rapidly, and the structural self of alluvial clay is changed greatly. (4)SEM observation results show that before the experiment, most of the gaps in the outer cells of the algae are broken, and after the experiment, the reasons for the sharp decrease in the gaps are discussed.

项目成果

Uchida, K., Stedman, D.J., Shimizu, M.: "Strain-Path Controlled K_o Consolidation Test of Marine Clays with Bender Element Test"Proc. 14^<th> Int. Offshore and Polar Eng. Conf.. (CD-ROM). ISOPE2004-TM10 (2004)

Uchida, K.、Stedman, D.J.、Shimizu, M.：“采用 Bender 单元测试进行海洋粘土的应变路径控制 K_o 固结测试”Proc。

Uchida.K., Stedman, D.J., Sakagami, T.: "Strain-path Control Ko Consolidation of Marine Clays"Proc.13^<th> Int.Offshore and Polar Eng.Conf.. (CD-ROM). ISOPE2003-TM20 (2003)

Uchida.K.、Stedman, D.J.、Sakagami, T.：“海洋粘土的应变路径控制 Ko 固结”Proc.13^<th> Int.Offshore and Polar Eng.Conf.（CD-ROM）。