時空間的不均一性を考慮した混合体モデルの開発による廃棄物地盤の力学性状の評価

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本研究は，廃棄物を繊維材料と粒状材料により構成された繊維-粒子複合材料と捉え，(1) 均質化理論を応用した構成モデルの構築 (2) 統計的手法による時系列劣化評価モデルの開発 (3) 確率論を適用した空間的不均一性評価方法の導入 を行うことで，時空間的な不均一性が卓越する廃棄物地盤の力学的性質の評価を行うものである．今年度は，複合則を用いた構成モデルの構築，及びその埋立廃棄物への適用に関する検討を主に行った．具体的には，粒状材料内での繊維材料の変形挙動を実験的に明らかにし，繊維材料による補強メカニズムを考察すると共に，均質化理論をベースとした構成モデルのを構築した．繊維材料の変形挙動に関する実験結果より，繊維材料の変形挙動は，引張挙動と引き抜け挙動からなる弾完全塑性的な挙動を示すことを明らかにした．さらに，繊維材料が引張挙動を示す際には，繊維材料と粒状材料のひずみエネルギー増分が等価となるように，複合材料内部に発生する応力が分担されていることを検証した．以上の実験結果より，繊維材料と粒状材料のひずみエネルギー増分の等価性を仮定することにより導出される応力分担テンソルを導入して，繊維材料と粒状材料の特性を均質化する構成モデルを提案した．本モデルでは，微視的な特性から巨視的な特性を表現する際に，確率分布関数により繊維配向角分布を導入するものとし，さらに繊維配向角分布と関連付けて繊維材料の引張挙動と引き抜け挙動を区別する手法を開発した．本モデルを埋立廃棄物へ適用することを目的として，廃棄物そのものを使用した大型引張試験装置を開発し，それによって繊維廃材の引張剛性・界面粘着力・界面摩擦角を同定する方法を提案した．最後に，構成モデルを廃棄物に適用し，その有用性を検証した．