Mechanisms of accelerated flow of sediment by rollers of air bubbles in soil

土壤中气泡滚轴加速沉积物流动的机制

• 批准号: 21K18741
• 负责人: 海野 寿康
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18741/
• 关键词: 不飽和土; 流動化処理土; 液状化; 間隙空気; 間隙水; 流動化処理; ベアリング効果; 繰返しせん断; ベアリング

本研究では，地震や豪雨災害時の長距離土砂が流動するメカニズムについて，流動化処理土や高流動コンクリートで考慮されている供試体中の気泡（間隙空気）のベアリング効果を検討するため不飽和土中の間隙水，間隙空気の挙動に着目した研究を行う．不飽和土中の間隙空気（気泡）の挙動について，要素せん断試験を用いてせん断強度への効果を観察し，従来，毛管張力の効果によりせん断抵抗が増加するとされてきた間隙空気が，一方で，コンクリート工学分野においてベアリング効果と呼ばれ流動性を増す，即ち，せん断抵抗を低下させる効果を発揮するという事実に基づき，土中内でもその効果を発揮するか調べる。さらにその挙動が観察できた場合，理論的に説明するため数値実験や数値シミュレーションによる再現を試みる．2022年度は，研究2年目として2021年度同様に申請者が実施していた不飽和土の静的せん断，繰返しせん断挙動の観察を行うための不飽和静的／繰返しせん断試験を宇都宮大学にて実施するとともに，昨年度検討を開始した流動化処理土の各種試験（フロー試験，強度試験）についてもいくつかの検討を行った．不飽和土の検討については，土中の間隙水，間隙空気の状態を変化させた供試体を用いて要素試験を行い，力学挙動を観察した．いくつかの要素試験の結果，間隙空気圧および間隙水圧の挙動について特徴的な挙動が観察され，その挙動について，数値モデルによる再現を試みている．また，比較の為に行った流動化処理土に関する検討についても，多数の実験を行いフロー試験と一軸圧縮試験の関係の把握など成果が得られている．得られた実験結果や知見をもとに所属学会の研究発表会やシンポジウム等で成果を発表している．

This study で は, earthquake や の long sand soil が flow during a heavy rain disasters す る メ カ ニ ズ ム に つ い て, fluidization 処 principle soil や high flow コ ン ク リ ー ト で consider さ れ て い る selected body の 気 bubble empty 気 (gap) の ベ ア リ ン グ unseen fruit を beg す 検 る た め の interstitial water in unsaturated soil, the air gap 気 の 挙 dynamic に mesh し を line う た research. Empty 気 の clearance in unsaturated soil (気) の 挙 dynamic に つ い て, elements せ ん broken test を with い て せ ん breaking strength へ の unseen fruit を 観 examine し, 従, capillary tension の unseen fruit に よ り せ ん fault resistance が raised plus す る と さ れ て き た clearance empty 気 が, one party で, コ ン ク リ ー ト engineering eset に お い て ベ ア リ ン グ unseen fruit と shout ば れ liquidity を raised す, Namely ち, せ ん fault resistance low を さ せ る unseen fruit を 発 swing す る と い う things be に base づ き, soil within で も そ の unseen fruit を 発 swing す る か adjustable べ る. さ ら に そ の 挙 dynamic が 観 examine で き た occasions, theory に illustrates す る た め the numerical be 験 や the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る reappearance を try み る. 2022 annual は, study 2 years mesh と し て in 2021 with the others in に applicants が be applied し て い た unsaturated soil の static せ ん, Qiao return し せ ん 挙 move の broken line 観 examine を う た め の unsaturated static/Qiao return し せ ん fault test を utsunomiya university に て be applied す る と と も に, Yesterday the beg を 検 began し た fluidization 処 の various bedding soil test (フ ロ ー test, strength test) に つ い て も い く つ か の 検 line for を っ た. Unsaturated soil の beg に 検 つ い て は, soil の interstitial water, air gap 気 の state を variations change さ せ た を selected body with い て elements test を い, mechanical 挙 dynamic を 観 examine し た. い く つ か の elements test の as a result, the air gap 気 圧 お よ び interstitial water 圧 の 挙 dynamic に つ い て of 徴 な 挙 dynamic が 観 examine さ れ, そ の 挙 dynamic に つ い て, the numerical モ デ ル に よ る reappearance を try み て い る. ま た, compare の line for に っ た fluidization 処 principle soil に masato す る beg に 検 つ い て も, most の be 験 を line い フ ロ ー test と one axis 圧 shrinkage test の masato is の grasp な が ど achievements have ら れ て い る. Results have ら れ た be 験 や knowledge を も と に belongs to learn の research 発 table や シ ン ポ ジ ウ ム で results such as を 発 table し て い る.

项目成果

A study on mix proportion that satisfies both fluidity and strength of Kanto Loam cement stabilized soil

关东壤土水泥稳定土同时满足流动性和强度的配合比研究

• DOI: 10.3208/jgs.17.511
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Geotechnical Journal
• 作者: UNNO Toshiyasu;SHINSHA Hiroshi;YOSHIZAWA Kenta
• 通讯作者: YOSHIZAWA Kenta

NUMERICAL SIMULATION OF UNSATURATED LIQUEFACTION TEST USING VOLCANIC SOILS DAMAGED IN THE 2018 HOKKAIDO IBURI EASTERN EARTHQUAKE

2018年北海道胆振东部地震受损火山土不饱和液化试验数值模拟

• DOI: 10.2208/jscejseee.77.4_i_533
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE))
• 作者: MATSUMARU Takaki;UNNO Toshiyasu;MIDORIKAWA Yusuke
• 通讯作者: MIDORIKAWA Yusuke

繰返し載荷を伴うセメント改良砂のせん断波速度と液状化の相関性

循环加载下水泥改良砂剪切波速与液化的相关性

• 发表时间: 2022
• 期刊: 第15回地盤改良シンポジウム論文集
• 作者: 伊藤恭祐;佐藤颯;吉直卓也;海野寿康
• 通讯作者: 海野寿康

NUMERICAL SIMULATION OF UNSATURATED CYCLIC SHEAR TEST CONSIDERING ENCLOSED AIR IN VOID WATER

考虑真空水中封闭空气的不饱和循环剪切试验数值模拟

• DOI: 10.2208/jscejj.22-15039
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of JSCE
• 作者: MATSUMARU Takaki;UNNO Toshiyasu
• 通讯作者: UNNO Toshiyasu

Mix proportion and strength characteristics of cement stabilized soil with adjusted fluidity

调节流动度水泥稳定土配合比及强度特性

• DOI: 10.3208/jgs.17.255
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Geotechnical Journal
• 作者: UNNO Tomoyasu;SHINSHA Hiroshi;YOSHIZAWA Kenta
• 通讯作者: YOSHIZAWA Kenta