せん断帯形成過程におけるフラクタル的自己組織化臨界現象の研究

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地盤が破壊する際に形成されるせん断帯内部のフラクタル的な自己組織化現象を観察するため,昨年に引き続きアルミ棒積層体を用いた擁壁崩壊実験ならびに弾塑性シミュレーション解析を行い検討した。アルミ棒積層体で補強土壁構造物の模型を作成し,補強土構造物内部で見られる進行性破壊とせん断帯形成過程の観察を行った。特にせん断帯周辺部をデジタルカメラで撮影して画像処理を行い,アルミ棒の水平・鉛直変位量および回転量を求めてせん断帯形成メカニズムについて検討した。その結果,補強土内部では土(アルミ棒)と補強材の一体化現象が生じるため,補強材が敷設されている範囲内ではせん断帯の形成が見られず,補強材後部から徐々に発生し,次第に成長した後に明確なせん断帯が形成され,全体的な破壊挙動へと至ることが確認された。同様の挙動は三次元FEM解析においても確認でき,せん断帯の形成過程をある程度解明することができた。また,せん断帯の形成と補強土構造物の鉛直変位および水平変位には明らかな相関性が観察され,補強材敷設範囲の背面で見られる鉛直変位はせん断帯の形成と密接に関係していることが明らかになった。