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乱されていない砂の動的変形特性に関する実験的研究

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(1)

乱されていない砂の動的変形特性に関する実験的研究

奥 村 哲 夫

大 根 義 男

Experimental Study on Dynamic Deformation

Characteristics o

f

Undisturbed Sands

Tetsuo OKUMURA .

Yoshio OHNE

乱されていない砂町土に対し,動的三軸誌験を行なL、,その動的変形特性を論議した。この結果, 乱されていない試料の主な特性として次の二点が知れた。すなわち,その1つは,汚しされていない砂 のせん断弾性係数は,試料の物理的性

7

1

や密度などが同じであっても各々の砂によって違った値を示 し,その特性は乱した砂の場合とまったく異なる乙とであり。他の1つは,百し された砂とそうでない 砂の減衰比の相異はほとんど認められない乙とである。 1.はじめに 数年来,土構造物やその基礎の地震時応答を把握する ために有限要素法を用いた動的応答解析が行なわれてい る。しかし応答解析の基礎となる土の動的諸係数を十分 な精度で得られない限り,解析結果の信頼性は,非常に 低いものとなり適切な結論を導く乙とはできない。 有限要素法 p:.必要な土の動的諸係数とは,せん断弾性 係数,減衰比およびポワソン比などであるζとは周知の とおりである。一般に,乙れらの諸係数はひずみの大き さに支配される乙とが知られている。ヒズミレベルが低 いときは,土の粒子閣の相対運動が小さいため,土は全 体的に弾性的な挙動を呈し,せん断弾性係数の値は非常 l乙高く, しかも減衰は少ない。一方,ヒズミレベルが高 くなると土は非線形的な挙動を呈し,せん断弾性係数の 値は減少し,逆1[.減衰は増大する。乙のように弾性領域 から破壊領域i乙至る広範囲なヒズミレベルの土の動的性 質を一種類の試験装置で調べる乙とではできない。従っ て現在では必要とするヒズミレベ、ルに合わせた種々の試 験装置が開発され広範囲なひずみ領域における土の動的 買を求める研究が行なわれている。 せん断弾性係数および減衰比に影響を及ぼす要因とし ては,拘束圧,間げき比,繰返し回数,応力履歴,ある いは初期応力状態等が考えられ,また, ζれらの要因は ひずみの大きさによって影響の度合が異なる乙とが今日 までの研究によって明らかとなって来た。しかしこの種 の研究は,現在まだ研究段階の過程にあり,末だ不明の 点が多々ある。例えば,乱した砂とそうでない砂の弾塑性 領域のヒズミレベルにおける動的変形特性の相違 l乙関す る研究はほとんどなされていなし、。そして,人工的に作 成された供試体を用いて得られる結果は推積過程,応力 履歴等の相異から,現位置の値をそのまま代表し得るも のではない。 本論は,T,

t

されていない砂の動的変形特性(特にせん 断弾性係数および減衰比)を知るために振動三軸圧縮試 験装置を用いて,一連の動的試験を実施し,現時点まで に得られた結果l乙関するものである。 2.試 料 実験l乙用いた試料は千葉市東金町に建設が予定されて いる東金ダム(アースフィルダム)の基礎および周辺地 山から乱さないように採取した3種類の砂質土である。 乙れらの試料の物理的,力学的性質を表.11[.,また粒度 曲線を図.11乙示した。表.1において一軸圧縮強度,変形 係数およひ'圧密降伏応力は自然含水,状態の乱されてい ない試料(以下,不擾乱試料と呼ぶ)の結果である。表 l ζ示した結果からわかるように,本実験l乙用いた3試料 の砂は粒度的にほぼ似かよっており,細粒分

(

7

4

μ

以下) を余り含まない比較的きれいな砂である。また,強度的 にはA試料が最も低L、ょうである。 不撹百

L

試料は,現場でブロック状 (20X20X30cm) 1ζ 切り出し,乙れを直径75mm,高さ 20伽mの円筒容器の中

(2)

2

5

2

奥 村 哲 夫 ・ 大 根 義 男 へ挿入し採取した。そして採取後の含水比が変化しない ように容器を密閉し実験室に運搬した。 表

-1

試 料 の 性 質 7.4% 4.2 7.8 試料 一軸圧縮強度qu 変 形 係 数Eso 圧密降伏応力Py A 0.362kg/cm' 28.8kg/cm' 2.09kg/cm' B 0.477 39.3 3.20 C 0.342 44.6 2.25 」ーーーー (,) 100 80 60

。 。

骨 ・ 咽 響 現 0 0.01 0.05 0.1 0.5 1目o 5.0 10.0 量E 生 { 醐 } 図

-1

粒径加積曲線 3.実 験

3 .

1

実験装置 本実験l乙用いた装置は電気油圧サーボ方式の振動三軸 圧縮試験機である。装置の概略については,文献

1

)

に示 すとおりである。 本装置から求め得るひずみの範囲は104以上であり, 従って弾塑性および破壊領域の土の動的変形特性を知る ことが可能である。 3.2 供試体 実験は不境括誌料および乱した試料(以下撹括試料と 呼ぶ)について行なった。 試料の状態は表.21ζ示すように,不撹乱試料の場合, 飽和状態と自然含水比状態の

2

種類について,また撹乱 表

-2

実 験 数 試料

拘 (σ束~

) 圧 (飽和不) (撹自然含乱水比) 車燥) 1.Okg/cm' 6本 5本 一本 A 3.0 4 4 4 5.0 4 4 1.0 5 4 B 3.0 5 4 4 5.0 4 3 1.0 5 4 C 3.0 4 5.0 試料では乾燥状態について行ない試料の含水状態の相異 による動的変形特性の影響も調べた。 供試体の作成は,不慣乱試料の場合,原位置から採取 した試料を実験室内で成形し,自然合水比状態の試料の 実験においては,そのまま三軸セル内にセットし,また, 飽和状態の試料の実験においては献のに示した液状化試 験の場合と同様な方法で飽和させて行なった。また,撹 乱試料の場合には乾燥状態の試料を三軸セル内 IC固定し た供試体自立モールドにつめて作成した。なお,供試体 の形状は直径50mm,高さ 125mmの円柱供試体である。 3.3 載荷方法 供試体への載荷は, 1) 飽和試料の場合,所定の圧 力で等方圧密した後非排水状態で振動数2Hzの正弦波を ひずみ振幅一定のもとで30回供試体1[.与えた。また, 2) 自然含水比および乾燥試料の場合にはドレーンコックを 開けて排水状態とし,他は上記と同様な方法で行なった。 ζ乙で,振動数を2Hz,載荷間数を30回としたのは,他 の同じような地層地盤上に建設されたアースダムで観測 された地震動の平均的な振動周期が0.5秒前後であり, またその主要動は最大30サイクル程度で、卓越しているか らである。なお,実験.条件を表3 K示した。 表

-3

実 験 条 件 不擾乱(飽和) 不撹乱(自然含水比) 境 舌L(飽和) 排水条件 圧密・非排水 圧密・排水 圧密・排水 振 動 数 2.0Hz 2.0Hz 2.0Hz 載荷回数 30回 30回 30回 制御方式 ヒズ E制御 ヒズミ制御 ヒズミ制御 波 形 正 弦 波 正 弦 波 正 弦 波 3.4 測 定 上記の載荷方法によって得られる蜘屋し軸応力LlO'" 軸変位LlE,および関げき水圧uを電磁オシログラフおよ びデータレコL ダーに同時記録した。電磁オシログラフ Z H o z , Y 開 c I

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ー (菌感書家応令束事式場)

(3)

は実験中の載荷状態および記録状態の確認のために,ま たデータレコーダーは実際の解析用のデータを計算処理 するためである。なお,図

.

2

は電磁オシログラフに記録 された不携舌

L

試料の記録の一例を示したものである。 ζ乙で,せん断弾性係数および減衰比の算出方法に関 しては文献

1

)

に示した方法によって行なっている。また, ポワソン比はいずれの試料においても 0.45と仮定した値 を用いている。 4 結果および考察 岩崎,龍岡らは乱した試料を使い砂質土の動的変形特 性について詳細な研究を行なっている。乙の結果による と,弾塑性的挙動を示すヒズミレベルにおける砂のせん 断弾性係数は主に拘束圧と間げき比の影響を受ける乙と が判る。そして乙の関係は,次の実験式で表わされてい る。 G = A(r)

f(e)

'

c

r

】 乙乙で,A(y)

m (討はせん断ヒズミにより定まる定 数

f

(e)は問げき比の関数であり,砂については

f (e)= (2.17-e)2/(1 +e)で表わされる。また σ'は平均主応 力であり〆=す (σ,+2σ'3)である。まTこ,減衰比について は主に拘束圧の影響を受ける乙とが知られている。 本実験から得られた不撹乱砂の動的変形特性を上述の 撹乱砂における場合と同様の手続に基づいて整理した。 乙の結果は以下の通りである。 4.1 本実験値の検証 本実験装置から得られるせん断弾性係数および減衰比 の信頼性を確認する意味で豊浦標準砂を用いて一連の実 験を行なった。乙の結果と他の研究機関で得られた結果 を比較し図.3および図.41乙示した。 2500 (Sr"'100%) n " 10

σ =1,0 kg/cm1

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-3

載荷機構の異

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-4

減衰比

(

D

)

の比較(文献,

4

)

図.3は本実験より求めたせん断弾性係数と高木らが中 空ネジリ詩験から求めたせん断弾性係数の値とを比較し て示したものである。すなわち豊浦標準砂を用いて振動 三軸試験を行ない, ζれによって求めたせん断ひずみを 用い,高木らの求めたA(y)

m(y)の値を読みとり式→1) を用いせん断弾性係数を求め両者を比較したものである。 図から誌験機の載荷機構等が異っているにもかからず, 両者の値はほぼ一致している乙とがみられる。 図.4は,減衰比の値を石原が整理した結果と比較した ものである。本実験値には,飽和,湿潤および乾燥状態 の供試体から求めた値を含んでいるがいずれの結果にお いても,他の値と良く一致している乙とがわかる。 以上のことから,本試験機から得られるせん断弾性係 数および減衰比は妥当な値を示し,十分実用 l乙供するこ とができるものと考えられる。 4.2 不撹乱試料のせん断弾性係数および減衰比 (a)せん断弾性係数 本実験から得られた 3種類の不携乱砂質土のせん断弾 性係数の値をせん断ひずみに対して示したのが図.5で あ . る。図には

2

0

サイクル自の自然含水状態および飽和状態 の関係を示している。また,本実験とは別に行なった液 状化試験より求めた結果も示している。なお,図中の間

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1昆10" 1>10-' ー r -図-5.1 セン断弾性係数 (G)とセン断ヒズミ (r) の関係(不撹舌

L

A

誠料)

(4)

2

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奥 村 哲 夫 ・ 大 根 義 男

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-5.2

セ断弾性係数

(

G

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とセン断ヒズミ(r) の 関係(不捷舌

L

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-5.3

セン断弾性係数

(G)

とセン断ヒズミ (r) の関係(不撹乱, C試料) げき比は圧密後の値であり,飽和試料では圧密による体 積変化量を測定して圧密後の関げき比を補正している。 また,自然含水比試料については本装置から体積変化量 を測定する乙とはできないが,飽和状態の結果とほとん ど差がないものと仮定して行なった。 図より自然含水比話料の試験結果は(図中の実線はこの 平均的な値を示している)一般に撹乱試料で言われてい るζとと同様な傾向を示していることがうかがわれる。 即ち,せん断弾性係数はせん断ひずみの大きさによって 左右され,せん断ひずみが大きくなるとせん断弾性係数 の値は低下する。また,拘束圧に対しては,その値が大 きな供試体ほどせん断弾性係数の値は大きい。 図.6は絢束庄の影響を調べるために図 .51乙示した A,B 試料の平均的なせん断弾性係数の値を読みとってせん断 弾性係数と拘束圧の関係を両対数グラフ上で示したもの である。乙の図より拘来庄の増大ζl伴なってせん断弾性 係数の値は増大し,せん断弾性係数と拘束圧の関係は各 々のヒズミレベルl乙沿いて直線関係が認められる。従っ て,不撹乱試料においてもせん断弾性係数

(

G

)

の実験式 を G = A(y)

f(e)

'm(T) Sample No.A n = 20 震 と10凹 」醤 500 { 立 て C .100 50 5.0 10.0 0.1 0.5 1.0 tT.: (kg/cm2) 図

-

6

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G/f (e)と有効拘束庄 (σ,)の関係 (A誠 料,自然合水比) Sample No. B 晶~ 1000 、 ;: 500

b

p 100 50

0.1 " 0.418 (J"~ (kg/cm2) 図

-6.2

G/f(e)と有効拘束圧 (σ) の関係 (B試料,自然合水比) の形で表わす乙とができる。ここで,

A

(y) およひ~m (y) は図中の直線の切片および傾きの値であり,各試料のこ れらの値をせん断ひずみの関係で図 .71乙示した。また, 図には 10サイクルおよび30サイクル自の値も示している が,データのバラツキ等と考慮すると今回の不擾乱試料 料においては載荷回数による差はほとんどないものと考 えられる。 4

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A(r)とセン断ヒズミの関係 (A試料, 自然含水比)

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L

試料の場合,試料の粒度など、物理特性が同じであ れば,A(仇 m(γ)はほぼ一定の債を示すことが一般に知 られている。今回の不撹乱試料の試験結果においては, 図 7.1および図.7.2の値を比較しでわかるように両者の 物理特性がほとんど同じであるにもかかわらず(図.1お よび表.1参照, A(y)) ,m(刊の値は著しく異なっている。 ζのことは,あらゆる不擾乱試料のせん断弾性係数は単 に式(1)で表し得ない乙とを示しているものと考えられる。 とれまでに述べたことは,自然含水比試料の結果に関 したものである。飽和試料では繰返し載荷l乙伴なって問 げき水圧が発生する。従ってョせん断弾性係数の値は当 然低下するものと考えられる。 図.5の各々のぬりつぶした記号は飽和試料の値であり, データの多少のバラツキは認められるが,この平均値 を破線で示した。これらの図より,せん断ひずみが10-3 より小さい場合 lこは飽和試料と自然合水比試料のせん断 弾性係数の値 lζ全く相異はみられない。しかし,せん断 ひずみが10-3,以上となると,飽和試料では,せん断弾性 係数は著しく減少することがわかる。このような飽和砂 の特性は以下のように説明できょう。即ち,

1

0

-

3以下のひ ずみを供試体lζ与えた場合,その挙動は弾塑性的であり, ダイレイタンシー現象はほとんど現われず,載荷河数や 試料の状態lこ関係なしに定常的な現象を示すものと考え -'l られる。一万,10以とのひずみを供試体 l乙与えるとダイ レイタンシー現象が現われ始め,飽和砂の場合載荷回数 の増大,すなわち繰返しせん断の進行 l乙従なって過剰間 げき水圧が発生して砂は軟弱化し,せん断弾性係数の値 は低下する。さらに, ζの過程が続けば飽和砂は液状化 し破壊に至る。 図.5の結果は全応力で示したものであるが,有効応力 の立場でせん断様性係数の変化を調べたのが図.8である。 なお,図.8はB試料の自然含水上七試料の結果(凶6.2) とある飽和試料 (8 試料)にせん断ひずみ, y~ 1.3x10→3 のひずみを与えたときの載荷過程におけるせん断弾性係 1000 0 0 5 N E U ¥ m v -Sample No. B n '"20 l i I C I -20 司@→。ー が俊秘書盟議威 信~--o-- 車 掛L世 故 101 0.1 0.5 1.0 5.0 10,0 一一一r'-一一 (kg/cm') 図- 8 飽和供試体のセン断弾性係数の変化 (B読料) 数の減少する様子を示したものである(図中のθ印で示 した

L

図より,載何の進行と供に有効拘束圧が減少しせ ん断弾性係数の値も同時に低下してゆくことがわかり9

また,自然含水比試料のせん断ひずみ, y~lX10-~コ結果(

凶中の実線)と似かよった傾向で,せん断弾性係数の値 は低下している。この傾向は他の飽和1誌料においても認 められている。すなわち,この乙とはせん断弾性係数と 拘束庄の関係を有効応力で整理すれば試料の状態 l乙関係 なく現わせ得ることを示している。 次l乙,本実験とは別l乙液状化試験から求めた同一誌料 のせん断弾性係数 K関する結果が得られている。この結 果は図.5および図.81こ示したとおりである(図.5では日, A"⑤の印p ただし20サイクノレ目の値,図 .8では代表的 にある試料の載荷中の値を@印で示した)。乙れらの図か ら,液状化試験すなわち,繰返しせん断応力一定試験に おいては図中矢印で示すように繰返し載荷l乙伴なって有 効応力が減少(間げき/]<圧が上昇)し,せん断弾性係数 の値が低下すると同時にせん断ひずみの増大が見うけら 300 SAmple No. A Undisterbed Sample E u ¥ 旬 以 ~ 200

む 4 ミ , 括 へ -ぷ ﹃ 誕 以 f J 者 崎 一 虫、.¥f.里室町非ゅt(.f( (~g/cm2) 図

-9.1

液状化誌験より求めたセン断弾性係数 Gの値と本実験値の比較 (A試料,不幸喜舌L)

(6)

2

5

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奥 村 哲 夫 ・ 大 根 義 男 300 s.聞pleNo. B Und1sterbed Sample 200 <b S S誕 亡、

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-9.2

液状化実験より求めたセン断弾性係数

G

の値と本実験値の比較

(

B

試料,不撹舌L) れる。また,液状化試験から求めたせ〆ん断弾性係数の値 は本実験値と非常に良く一致している様に見うけられる。 そこで液状化試験から求めたA試料およびB試料のせん 断弾性係数の値と本実験値を比較したのが,図.9である。 図

.

9

の縦軸は液状化試験から求めたせん断弾性係数の値 であり,また横軸は図.7の値を使って式ー(2)から求めた ものである。乙の結果はAおよびB試料ともに非常に良 く一致している。そしてζのことは液状化までの過程に おけるせん断弾性係数の値は式→2)によって表わし得る ものと考えられる。 (b)減衰比 3試料の飽和および不飽和状態の供試体から得られた 減衰比とせん断ひずみの関係を,図.10fC示した。図よ り,減衰比はせん断ひずみの増大と共に増大し, 10

10-2 の範囲のヒズミレベルで、は減衰比のひずみ依在性が非常 l乙高くなるζとを示している。また,砂の種類が異なっ ても減衰比の値はほとんどかわらないが試料の状態が異 なると減衰比の値も異なってくるようである。例えば, 図.10の実線は3種類の飽和材料の平均崎を,また,破

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-10

不慣舌儲料の減衰比

(D)

とセン断ヒズミ ( r)の関係 線は自然含水比試料の平均値を示しているが,両者を比 較すると飽和材料の減衰比は

2%

ほど大きな値を示して いる。なお図は拘束圧1.

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,載荷回数20回の結果 を示しているが, ζの傾向は異なった拘束圧においても, また,載荷回数においても認められた。 "ト o 0;・...河川 s・・ph"・,

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-11

減衰比 (D) に及ぼす拘束圧の影響 (A試料,不撹乱,自然合水比) 図.11は減衰比に及ぼす拘束庄の影響を調べるためは, A試料の自然含水状態の代表的な結果を示したものであ る。図から掬束圧が高くなると減衰比の値は減少してく るζとがわかる。また,他の試料においても乙の傾向は 認められている。乙のように拘束圧によって減衰比の値 が異なる理由は次のようであると考えられる。拘束圧が 高くなると土粒子を押しつける力が大きくなり,粒子間 の相対的な動きが小たくなるために損失エネルギーが小 ちくなって減衰比が減少するものと考えられる。 図.12は,減衰比I乙及ぼす載荷回数の影響を調べたもの である。閣は拘束圧

3

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'oもとで得られた自然含水 比および飽和状態のA試料の結果である。図.12.1およ び図.12.2の結果をみると,せん断ひずみが10-3以下で は載荷回数の影響はあまりみられずほぼ一定の値を示し ている。しかし ,10-3以上のヒズミレベルにおいてはど ちらの話料も載荷回数の影響を受け,減衰比の値は減少 している。とζろで,飽和砂が10-3以上の繰返しひずみ を受けた場合前項で、述べたように関げき水圧が発生し, A

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-12.1

減衰比

(D)

に及ぼす載荷回数の影響 (A試料,不撹舌

L

.

自然含水比j

(7)

砂では試料の状態(飽和と乾燥)の違いによる影響が現 われ,推定した圧密による排水量が実際の値と大きく異 なって図l3のような結果となったものと推察される。こ のことから図l3の結果は撹乱試料の正確は値を示してい るとは言えなし、。

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試料と不撹乱試料のセン断弾性係数の比較 (液状化試験)

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(D)

に及ぼす載荷回数の影響 (A試料,不撹乱,飽和) 砂はやわらかくなってせん断弾性係数の値は減少し逆に 減衰比の値は増大するものと推察される。しかし,図12 .21こ示した結果は,乙れと全く逆の傾向を示している。 乙の原因 l乙関しては現在のところ明らかではない。

4

.

3

撹乱試料と不境百

L

試料の比較 (a) せん断弾性係数 空気乾燥状態の供試体から得られた撹乱試料のせん断 弾性係数とひずみとの関係を図131こ示した。図には拘束 1010" 1010" l

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図14は,液状化試験より求めた A試料の境百

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および不 撹乱試料のせん断弾性係数の値を比較したものである。 図より,不擾乱試料のせん断弾性係数の値は明らかに擾 乱試料より大きくなっている。他の2試料においても同 様の傾向が認められており,不擾乱試料では替在的な個 々の土粒子の結合力や過圧密等の影響を受けて撹乱試料 よりせん断弾性係数の値は大きくなるものと考えられる。

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減妥比 空気乾燥撹乱状態のA試料から求めた減衰比とひずみ との関係を図151乙示した。図は, 10, 20および30サイク 5

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図-15 ル自の結果を示しており,載荷回数の増大と供に減衰比 の値が減少するζとが図からうかがわれる。これは繰り 返し載荷時において供試体は非排水態になっていたため に載荷に伴なって供試体の密度が増大したことによるも のと考えられる。また, 20サイクルと30サイクル自の減 7

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Oo. J.Ok9/c網a 図-13撹乱試料の G/f(e)とセン断ヒズミの関係 圧 3.0kg/cm'のもとで得られた3試料の10,20および30 サイクル目の結果を記号をかえて示している。また,各 々の試料の供試体の問げき比は全て異なっているが,

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e)の関係を用いてせん断弾性係数 にみえぽす問げき比の影響を取り除いている。なお,図中 には龍岡らが低周波試験機を使って求めた豊浦標準砂の 結果も示している。図より,せん断弾性係数 l乙及ぼす載 荷回数の影響はいずれの試料においても見られない。ま た, A, B試料および豊浦標準砂の物理特性がほとんど 同じであるにもかかわらず,せん断弾性係数は非常に異 なった値を示している。乙の原因は供誌{本間げき比の推 定 l乙誤りがあったためと考えられる。即ち,本実験装置 はセル内の水の体積変化を測定し得る構造となっていな いため,乾燥砂の場合圧密による体積変化は別 i乙行なっ た飽和試料の結果を使って推定している。従って,撹乱 T o ・"10 e" "・2D G: n匹JO ト 1011)-' hlO" T寓"‘

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奥 村 哲 夫 衰比は同程度の値を示していることから(他の2試料に おいてはこの傾向はより明僚となっているj載荷によっ て減衰比の値が変化するのは概ね20サイクルまでである と推定される。 Disterbed S

mple s.明p h Mo. n,写o o;m3.0kg/cm' " ト 20 ト 115ト 口 5 ト 10‘ 向 。 . 臼1.11S B a • etl.228 C 臼 ・ 白0.962

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試料の減衰の比較(撹乱誌料) 図16は 3試料の撹乱砂の 20および30サイクル自の減 反比とひずみの関係を示したものである。図より,本実 験ζl用いた3種類の砂の減衰比はほとんど同じ伯を示し ている。また, 20サイクルと 30サイクル目の値 l乙差は見 られず前述の推定と一致した結果を示している。 _ 20 } 。 圃 零3.0kg/cm' n " 20 ヰ 曜 仇 説 掛 埠... 揖剖舟場号

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不撹乱試料と擾乱試料の減衰比の比較 hlO-1 図17は,拘束圧 3.0kg/cm'のもとで得られた不撹乱試 料と撹乱試料の減表比の値を比較したものである。図よ り,両者の差はほとんど見られず,また,他の回数にお いても同様の結果が認められた。従って減衰比に関して は携乱,不慣乱の違いによる影響はほとんどないようで ある。 5 まとめ 本実験を通して得られた結果をまとめると以下のとお りである。 1) 本実験l乙用いた振動三軸試験装置から求められるせ ん断弾性係数および減衰比は他の機関で求めた値と良 大 根 義 男 好な一致を示している。乙の乙とから本装置を用いた 試験結果は十分信頼し得るものと考えられる。 2) 不境目L試料のせん断弾性係数に関する実験式は撹乱 試験の場合と同様にG=A(γ) f(e)♂ly)で表わす乙 とができる。しかし,不撹乱砂では試料が異なると A(y) , m (γ)は,粒土組成等の物理特性が同じであっ ても異なった値を示す。また,不撹円

L

試料と嵐1,

L

試料 のせん断蝉性係数の(直を比較した結果,不境汚

L

試料の 万が大きな値を示すことが知れた。乙れらのことは不 慣乱試料が保持していると考えられる替在的な粒子結 合や過圧密等の彩響によるものと考えられる。 3) 飽 和 酬 で は ぬ 上 の ひ ず み を 受 け る と 間 げ き 水 圧 が発生してせん断弾性係数の値は減少する。しかし, 有効応力の立場で整理すると試料の状態,即ち飽和試 料でも湿潤試料でも両者に相異のないことがわかる。 4) 液状化試験から求めたせん断弾性係数の値は本実験 値と非常に良く一致している。また,液状化までの過 程におけるせん断弾性係数の値は到2)の形で表わし得 ることが知れた。 5) 不境目

L

試料の減衰比は試料の含水状態によって異な った値を示す。即ち,飽和材料の減衰比は自然含水比 試料の値と比べて

2%

程度大きな値を示す。また,拘束 圧によっても影響を受け拘束圧が高くなると減衰比の 値は減少する。

6

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不撹乱試料と撹乱試料との減正至上ヒの差はほとんど見 られず,したがって減衰比に及ぼす撹乱と不境汚

L

の違 いによる影響は無視できるものと考えられる。 以上,撹!i

L

および不撹

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砂のせん断弾性係数と減技比 を求め,不境目

L

砂.の特性を調べTこ。現段階ではまだデ ータが不足しており十分な整理が出来なかった。今後 さらに多くのデーターを得て内容を充実したいと考え られる。 参考文献 1)奥村,大根:“不飽和粘性土の動的変形特性ζl関する 実 験 的 研 究 " 愛 知 工 業 大 大 学 研 究 報 告 第13号 1978 2)奥村,大根・“不境目

L

砂町土の液状化l乙関する実験的 研 究 " 愛 知 工 業 大 学 研 究 報 告 第13号 1978 3)高木,岩崎,龍同・“室内実験による砂の動的変形特 性の歪依存性"土木学会第31回年次学術講演会概要集 第3部 1976 4)石原研而:“土

?

1

動力学の基礎"鹿島出版会 1977

(9)

5) M. L. Silver, and T. P. Park,

:

Testing Proc己dureEff巴ctson Dynamic Soil Behavior" ASCE

GT-IQ

1975

6) M. A. Sherif

I.Ishihara

and A. H. Gaddah

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D旦mtingRatio fOT Dry Sands"

ASCE

GT-7

1977 7)奥村9 大根 “砂

f

1

土の同庁性率 l乙関する実験的考察" 土木学会中部支部研究発表会概要集 1976 8)奥村,大

t

:h!・“1沙

π

士の剛性率lこ関する実験的考察( 第 一2報)"上木学会中部支部研究発表会慨要集 1977

参照

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