地質材料の除荷過程における一時的収縮挙動の解明
【研究キーワード】
除荷過程 / 多孔質材料 / 連成解析 / 室内実験 / 数値シミュレーション / 逆解析 / 透明模擬地盤
【研究成果の概要】
本研究では、粘性土の除荷過程における一時的収縮において、①粘性土内に発生したサクションの影響、②粘性土の不均質性の影響、③不十分な圧密排水の影響を考える。
今年度、数値解析のパートでは、有限要素解析コードを塑性変形も計算可能なように改良した。さらに、本研究では未知の変形現象も含まれる可能性を考慮して、数値シミュレータで考慮していない変形現象が実験データに含まれる場合に対応した逆解析手法の理論的検討と仮想問題での検証を行った。その結果、未知の現象と数値シミュレーションで再現されるべき現象を分離しつつ、逆解析を行う手法の実現可能性が示された。
室内実験のパートでは、透明な模擬粘性土地盤を用いた可視化手法を用いて実験的に検討する場合に必要な物品を選定した。①一気に除荷することで不飽和化してサクションが発生し、有効応力や降伏曲面が変化し、収縮する様子を可視化するためには透明性が長期的に維持することが可能な模擬地盤が必要であるが、当初のシリカゲルやシリカパウダーについても吟味したが、最終的に高分子ポリマーを選定して調達した。②弾性率の不均質性とポアソン効果により、一部の膨張が他の部分の収縮を発生させているかどうかを画像解析することが可能な2次元PIV解析プログラムを選定して調達した。③一部で圧密排水が完了しておらず、除荷過程においても収縮が継続していることを画像撮影できる高速度カメラを選定して調達した。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
田部 一憲 | 東京大学 | 大学院新領域創成科学研究科 | 特任研究員 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2021-04-01 - 2026-03-31
【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)