一定荷重および不規則荷重による乾燥砂の繰り返し単純セン断特性: University of the Ryukyus Repository

Title

一定荷重および不規則荷重による乾燥砂の繰り返し単純

_{セン断特性}

Author(s)

許, 光瑞; 加藤, 進

Citation

琉球大学工学部紀要(38): 1-9

Issue Date

1989-09

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12000/1986

Rights

jjif球人．f:I:･7:部紀挫第３Hザ．lU89fI； 】

一定ｨHj〕F[および不BU11I荷疋による

乾燥砂の繰り返し単純セン断特性

jil：）ＩＣＩＭ'．ｌⅡ１鵬進. TheCharacteristicsofRepetitionａｌＳｉｍｐｌｅＳｈｅａｒｏｆＤｒｙＳａｎｄｕｎｄｒｅ ＧＷｅnUniformLoadandNon-UniformLoad KozuiKY(〕ａｎｄＳｕ３ｕｍｕＫＡＴＯ Summary ThCauthorshavどreported『()rnlerIJsomeresuItsoftherepetitionalsimpleshear tcstinLherangeoflargesllearingHtrain7副＞１％・Itwasconductedundersomegiven Rtrains・HereinsomePxpPrimcntalreBuItsconductcdundergivenunilormIoadand non-uniformloadareshown･ ThecxperimentwasconductedinLhrcekindofreIativedensities(Loosestate:､r＝ 6〔〕WhDemsestate:Ｄ１－８０ﾘＩ)，ａｎｄｔｈＧａｉｒｄｒｙＴＯＹＯＵＲＡｕｎｉｆｏｒｍｓａｎｄwasused､The

shearingtestareconsistofthreecases，ｓｕｃｈａｓ：１）SinglediTectionshearing，２）

RepetitionaIshearingundertheunilormload，３）Repetitionalshearingunderthe

non-uniIormｌｏａｄＴｈｅｌｏａｄａｒｃｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ５０－９０％ofthemaximumshearstress・ ＴｈｅｆｏＩIowingresuItsareobtained：１）Theshearingstrengthafterrepetitionaltest wasaflectedbvthecbangeofdensityduringtest，andaIsoaffectedbytbeconfining

preSsures、２）InteTnalfrictionanglejisdeteｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｖｏｉｄｒａｔｉｏｅａｎｄｔｈｅ

ｉｎterparticlefrictionanglej脾．３)thereIationshipbetweenequivalenthystereticdamping

handshearingmodulusGareapproximateIylinear､Ｔｈｅｒｅlationshipshaverespectto

theinterparticlefrictionangleofsand

KeyWords：DrySandSimpleShcarTesLRepetitionalShearing,ExperimentalStudy，

Relativedensity，IntcrparticIeFrictionAngle，DampingFacter，Shearing

ModuIus．

ズミの振幅が次第に減少するケースについて実験を

行なった。また，あわせて不規則荷璽を繰り返し載

荷するケースについても実験を行なった。 これまでの研究により，同一の砂をセン断試験に

繰り返し用いると，そのセン断強度が低下すること

が予想きれた。そこで，実験にはセン断試験に一度

も供したことのない砂を使用した。 1．まえがき 大きなセン断ヒズミ（γ劇＞１％）領域での砂の 繰り返しセン断特性を明らかにするため，一定のセ ン断ヒズミ（γ風＝±１，±３，士５％）による繰

り返しセン断iilC験を行ない，前報告')に示した。

本研究では一定荷飯を繰り返し蛾荷し，セン断上

、琉球ﾉＷ:1:学部建設工学科、epLolArchitecturalEngineering,Fac・ＣＩＥ､9.

..本論文の一部はロ本建築学会１１(I和63年度大会にて発表したものである。

ノ

一定荷重および不規則荷重による乾燥砂の繰り返し単純セン断特性：許・加藤 ２ 'よ炎－３に,l;iすⅢl(2)|ルえ .』‘恥はく､･て，‐ピンｌＩｌｒヒズミjO塑庇γ＝2.()％/lniIIで 付な-｣た， ２．実験概要 ２－１．他(験装Iriおよび供0式体の作成刀i｣： 本爽験にJllいたi挑験幾１，１は，liil雑〈ｌｉに,j<したiilJil1 ji1のIIi絶セン断!ij(験装'1Mである。（jliML体の形状は刑 さ４〔、，ＩＩＯｌ;代６cmのｌＩ１ｆ１ｉ形で，１１１１刀はワイヤーＭｉ強 きれたメンブレンにより拘火されている。 １hＷ:}はＩＭＩ逃したように，セン断試験に)1|いたこと のないlIHiI1i標卵《砂をﾉ1}いた｡７４/mnl以下を水で洗い 流し，女(戦状態で〃]いた。一般ﾔMi〔はｊｋ－Ｉにぶす とおりである繭 表－２実験シリーズ 表－１賦料の一般性質 供試体密度は鉛II1l:荷重｡，＝0.1（kgI／､、にお いて，衣－１に示す密皮に多愈フルイ法により設定 した。股定範UHは，所定の机対審庇に対して士３％

以内とした。なお，設定密度は緩瀧め（、ｒ＝40％)，

Ll』IHI帯皮（、『＝60％）およびWifiiI1iめ（、,-80％〉 の３段階（以下，Loose､Medium,DcIlsieと呼ぶ｡） とした。 ２－２．実験内容 実験シリーズは一方Iイリセン断試験のシリーズと繰 り返しセン断拭験のシリーズからなる。 繰り返しセン|祈‘微W験のシリーズを炎－２に示す。 繰り返しピン断拭験では…定付1Kによる綴I〕返しセ

ン断l挑験（以下ケース①と呼ぶ｡）と，不規NII荷顛

による繰り返しセン断試験（以下ケース②と呼ぶ｡）

とを行なった。ケース①は所定の応力比『／⑰vに達

したときにセン断方向を反転きせる正負10サイクル

の繰り返しセン断試験である。ケース②は所定の応

力比で／ｄｖを繰り返しサイクルごとに変化させた繰

り返しセン断試験である。この所定の応力比の変化

パターンは，図－１に示す衝撃型(Ｓ）と振動型(Ｖ）

の２種類2)である。また，各ケースにおける応力比

ケースＩケ…ｘ２ 密度jiilII〔1Mi:１ｋ｡、ｌ‘ﾉﾉ比IIlj1｢iLパターン 1 －－－￣●● （kHl／(･ｎ１）ｒ／汀 ().２(）

10.5(）！（).:l(川

(Ｓ） ハノ） ｜〔).３５

１－~－－－－Ｆ５百面ｉＴ７－ｉＩｉｉ蝿

｜Ｌ(１０１().301

：〔).3月イllQlill

l’“’`釦

１０．２(）

ＩＵ３５

+－－－－戸斥示-，

１１ ｓＶ ｄＦ－０Ⅵ０Ｊ日日凸 蠣勤 街振

Ⅷ棚欄川川｜棚川

L()()Ｈ１； ０ ５ ● ０ ０ ０

－１－１－１１１１－１

ＭＥＤＩＵＭ ００６ ３４４ ００ ０ ０ 。 ２ ０ ００００ ０ ５ ０ ０ ００００ 1`00 ＤＥＮSＥ ００００ ０ ０ ０ ９】 ０００４ ３４５５ 3０徹雄（Ｓ） ４０ ５０ Ｍ 振動（Ｖ） ０００４ ３４５５ ＩｌｌｊｌＷｆｌｌｌｉ I)ｒ１％) 鞄ｌｊＩ雛ｲ'1119/tdI ｣iIlLy1tiK(i1i I)liNSE，MljI〕lＵＭ .￣￣－－－.~..~－－１－－←－－－－－ ８(） 1.57(ｉ <sub>１－</sub> 6０ Ｌ507 2.(i５ I`()ＯSＥ ’４０ ｣＿ 1.4`１４ 鮫ik乾隙憎腱 'dmaxIll/㎡１ 1．６５１ {Ｍ乾燃Wi度 PdminIIl/㎡） 1.333 ｲj珈縦､I(,(画） 0.145 均辨徴１１『 1．４０

琉球ﾉﾐ'７１:'締１１紀喫鮒38.り･’1989年 ３ 表－３不規則荷重の荷重パターン _{示すiijlb料による爽験結果であり，黒印はセン断試験} に繰Ｉ)返しｌｌ１いた拭科による前報告の実験結果であ る。ＴＩ／ひvの(111はＣｖの増力11に伴って減少する拘束

lIi依ｲﾄﾞﾔｾを示している。けvによるでf／ワvの減少は，

ロ､＞LOkWCDiにおいて小さくなっている。白印 と無印とを比較した場合ｉ白印の方力鑑千大きぐ， 密度が小さくなるに従いその篭は小さくなってい る。また，白印の方がばらつきが小さいように思わ れる。 （２）粒子間摩擦角 粒子間廠擦角を直接求める方法が無いため，既往 の研究において示された主応力軸の回転に関する式 を用い，粒子間摩擦角を推定した。以下，既往の研 究，粒子間魔擦角の推定方法および推定された粒子 間摩擦ﾌﾞﾘについて述べる。 １)ＩＦ純セン断粋性に閲する既往の研究

Ｏｄａら:I)は２次元の粒状材料モデルについて単純

セン断試験を行ない，主応力軸の回転角＃に関して 次式を求めた。 で／公＝ｒ・tａｎｌ（１） ここで，#は鉛直軸に対する最大主応力軸の傾き 角であり，応は材料間有の定数である。 落合4)は，直接セン断型の砂のセン断試験におけ るCritica】Stateでの砂の挙動は近似的に鰻大セン 断応力説によって支配きれると考え，(1)式の係数応 を次式のように表した。 応＝（で／＠Ｖ）Ｓｉｎヅ､，β＝o＝ＳｉｎＡｖ（２） ここで，β＝45.-’，＃,､，β＝ｏは最大セン断応力 而と水平面が一致する時の応力の最大傾角，ＡＶ はCriticalStateにおいて発揮されている摩擦角。 Oda5)は別の考察から(2)式と同様の関係を得た。さ

らに落合は，水平方向の変位を拘束し，鉛直応力の

みを作用させた状態（静止土庄状態）において発揮 されている摩擦角‘､，β＝ｏは粒子間摩擦角に等し いと考え，次式を得た。 ｓｉｎルー豚／(２－Jc）（３） ２)粒子間摩擦角卉の推定 粒子間摩擦角を求めるにあたり，次の４つの仮定を 行なった。 ①本研究に用いたＮＧ【型の単純セン断試験機 においても，(1)式および(3)式が適用できる。 ②徳はセン断中にモーピライズされた仇`に よって決まる。 ③主応力軸の回転角‘と主ヒズミ増分軸の回転

鬘qiAi1WWijwi

_{(q）ＳＴＹＰＥ}

譽興'iiwWWWi

_{〈b）ＶＴＹＰＥ} 図－１．不規則荷愈の変化パターン 3．実験結果及び考察 ３－１．－方向セン断試験 （１）セン断強度 セン断強さと鉛直荷重の比ｒｉ／が，と鉛直荷璽。“ のIRI係をlXl-2に示す。IXl1Lllの白1=ljは表－１に ８７ ● ■ ００ ６｝←牌 ｏＤＥＮＳＥ △ＭＥＤＩＵＭ ） ▲ ６５４ の ● ● ０００ ■ ￣－日￣ ■ 1.0２．０３．０ 囚(kgflcm2） 図－２．セン断強さと鉛直荷重の関係

一定荷重および不規則荷重による乾燥砂の綴り返し単純セン断特性：許・加藤 ４ 角‘は，セン断応力のピーク付近で一致し， CriticaLIVoidRaLioの状態において ＃＝§＝汀/4となる。 ④１３kKｌｂはセン断初期だけでなく，セン断中にお いても適用できる。 上記の仮定のもとに，まず(1)式を用いてセン断応 力のピーク時の随を推定し，(3)式を用いて粒子|IMI鱗 擦角内を求めた。

,iiIl

;ii繧迩

。0コ 奇３０ 閂－ 級 ２５ 図－４．応ﾉ｣～ヒズミ1111線 2０ イキサイケルにおける正負の峨火センl姉ヒズミγを プロットした…例を図－５に示す。臓刀比丁ルザー 0.46のＭＥＤＩＵＭの例である。繰り返し前半にセン 1５ 1.02.0３．０ ０V(kg舵ｍｚ） ００ ロ△ ● ■ ６４ 〈宗）９ 図－３．粒T･間麟擦角と鉛直荷遁の関係 推定された＃蝉と鉛直荷重｡vの関係を図－３に 示す。LOOSEのケースにおいては，Ｓ＜汀/4であっ

たため,＃脚の推定は行なわなかった｡図－２と同様，

､<1中の白印は表－１の試料による結果であり，黒印 はセン断試験に繰り返し用いた試料の結果である。 セン断強度と同様，供試体密度が商いほど#鰹は大

きく，鉛直荷重が大きいほど小きくなっている。白

印と黒印とを比較した場合,白印の方が若干大きく，

ばらつきも小さいように思われる。セン断試験に繰

り返し用いた砂は，粒子の角が磨耗し，粒子間摩擦

角が小さくなったと考えられる。また，ばらつきの

大きいのは，供拭体ごとに粒子の謄耗の樫度が異

なっていたのではないかと思われる。 ロ

ムロロロロロロロロ

Ｏ

△｡△△ムムム△

ｏ

ｏｐＯ□ＯｐｏＤＯｐＯＤＯＤＯｐ

０００ □ ● ２ ２

碑：函。：-.-.-.~－

，W聯,肌

００ Ｃ Ｄ ４６ （ま》邑 ｏ、＝0.5ｋｇfにｍｚ △0V＝１．０ｋｇfにｍｚ ｐＯＶ＝2.0ｋｇfにｍｚ 図－５．繰り返しセン断に伴う セン断ヒズミの変化 断ヒズミフの減少が大きく，後半には次第に一定し てくる。また，鉛直荷重が，が大きくなるに従い， セン断ヒズミアは初期セン断方向にずれる傾向があ る。他のケースでも同様の傾向が見られ，鉛直荷璽 が小さいケースでは，初期セン断方向と逆の方向に ずれる傾向も見られた。 （２）繰り返しセン断による密度増加 初期間隙比と繰り返しセン断によるIHl隙比の変化

量を，図－６に示す。鉛直荷重ロ，＝１．０kg〃CMIの

３．２繰り返しセン断試験 （１）応カーヒズミ曲線

繰り返しセン断試験で得られた応カーヒズミ曲線

の一例として,LOOSEの鉛直荷重ﾜｻﾞｰ1.OkWcmi,

応力比Ｔ／ひ､-0.3を図－４に示す。ループ形状は

全体的に紡錘形であり，繰り返し回数が進むにつれ

て徐々に小きくなっている。鉛直ヒズミも初めの１

－２サイクルにおいては大きいが,徐々に小さくなる。

hlL球八・1::I:')::iili紀班雛381J.、1989年 ５ ’３１繰り返しセン断後のセン断強度 セン断抵抗角とllIIlijI(比の関係を図－７に示す。セ ン|折ljR抗ﾌﾞﾘは＃11＝tnn-1（『r／ｃｖ)である。図中， 無印が一方l(リセン断試験，白印が繰り返しセン断後 の一力Ｉｆ１ｊセン断試験を示している。○印Ⅲ△EII，□ FIIはそれぞれ鉛直荷遮＠Ｖ＝0.5,1.0,2.0ｋｇf／Cnr である。なお，小苔な△印は不規則荷重による繰り 返しセン断（ぴ，＝1.0ｋｇ［／cni）の場合を示して いる。鉛直荷璽びv＝０．５ｋｇｌ/０㎡のときには，密 度墹加に伴ったセン断抵抗角の増加以上に，セン断 撫抗角力鞠加するケースが多い。しかし，鉛直荷重 が大きくなると，密度の轍加に伴ったセン断抵抗角 の噸jljllを示さないケースが増えてくる。繰り返しセ ン断による粒子の堆積椒造の変化は拘束圧によって はあまり変化しないが，粒子そのものの変化は拘束 lIiが大きいと大きくなると考えられる。一定荷重に よるケースと不規則荷重によるケースとを比較する と〆不規則荷重の方が強度増加は大きいのではない かと思われる。衝撃型の不規則荷重の場合， LOOSEのケースを除いて，密度増加に伴った程度 の強度f勧加であるが，振動型の場合には密度増加に よる以上にセン断抵抗角は増加している。LOOSE のケースの衝繋型は他の密度のケースに比較して， かなり大きなセン断抵抗角の増加を示している。 （４）繰り返しセン断による粒子間摩擦角内の変化 粒子間摩擦角もと密度Ｐｄの関係を図－８に示 す。図中，○印が－方向セン断試験の結果であり， ０．０６ ｏ ｑｊ ｑｏＯ５ ０．０４ ００３ ０．０２ ０．０１ ｑ６５０．７００．７５０．８００．８５ eo lXl-6・初期''１１隙1上と繰り返しセン断による 間隙比の変化（ｄｖ＝1.0ｋｇf/cが） 例である。lXlFi'’○印は一定荷重による繰り返しセ ン断試験の結果であり，△印と▽印はそれぞれ振動 馴と衝撃型の不規則荷重による繰り返しセン断試験 の結果である。各印ごとに付けられた数字は応力比 で／αを示す。間lljl1比が大きい程，応力比が大きい 灘，１１１１隙比の墹加も大きく生じた。不規ＭＩ荷箪によ る繰り返しセン断の場合，一・定荷璽による場合の中 |H)の主応力比のケースより間隙比の噌加は大きかっ た。また，衝躍靭と振動型では衝繋型の方が間llliuこ の期hIIが大きい。この二点より，セン断強さに近い 荷愈であるほど１１１１隙比の増加が大きく，初めの３－ ４サイクルの影響が大きいことが予想きれる。 でﾉ、－０３００３５０&ＯＯ４６０５０Ｄ５凸 ●ｏＯＶ二０．５ｋｇIにｍ２ ▲△０Ｖ=１．０ｋｇfに、２ ４０ デー ● ～ジ 6？３５ ０５ ３２ （・）魯 刀 〆 Ｊ

４－画。Ｇ'二2［

ジ

｡｢△刀

ワ

劇;。

ﾉﾍ

姶画ﾐ;ﾐiミヘ：

」苣牛一千 3０ _2０ 0V=０．５kgfに、２

、ＩＦ

－０Ｖ＝１.Ohgfに、２ －．－．－０，=2.Pkglに､2 2５ 1５ １．５０１．５２１．５４１．５６１．５８１．６０ 門（g化ｍ３） 2０ ＪＱｕＮＢ９辺!［I上１０，，ⅡヨlUf22 ０．６５０．７００．７５０．８０ｑ８５ ｅｏ 図－８．粒子間摩擦角と乾燥密度の関係 図－７．セン断低抗角と間隙比の関係 ｡ △ ▲ ロ ■ ▽ ▼ 刀０Ｖ ０．３０ 0.350.40 ０，４６ 0.50 0.鴎

一定荷重および不規則荷重による乾燥砂の繰り返し単純セン断特性：許・加藤 他の印は繰り返しセン断後の…力lr1lセン断ﾙﾋ験の術Ｉｉ 采である⑪粒子lMj懲擁/Ijは1W力Ⅱするケースと減少す るケースが見られる｡一方ｉｎlセン断拭験の紡来から， 密度が1紳加すると粒-ｒ闘峨擁fIjは火きくなると考え られる。また。繰り返しセン断を受けると粒T･のﾉｲ］ のI溌耗等により粒子Ⅲ]臓擦角が減少することも考え られる。しか，１iii節のflil11jから，繰り返しセン断に より粒子のＮＭＩｉ榊造が変化し、粒-jr･'１１１際擦角が琳力|Ｉ することもあると考えられる、 （５）内部摩擦灼椣と粒子ｌ１ｌｊ峨擦角＃〆の11M係 蝋純セン断における水平iiiの脳ﾉﾉ（Ｔ，瓜）と 主応力（、I，け:I）の'1M係のモールのLij力'1]を，｜Ｘｌ －９のように定繊する,，lXlより，以下の|典I係ｲ'が瀞 かれあく， 了 (Ｉｊ雁擦１０である 水WIil:の雌入センltliliUj1こて,／句、を111いて'6） 式によ'帷|ﾐめもれた内内Ⅲ犠撚jYIjと．粒Ｊ･ＩＩｌｌｌ犠擦/ｆｌ ＃,,の側係をＩＸ１－ｌＯに'(す《,縦''111は＃.（(，,,＋Ｉ）， 桃IlIllは＃,`である。（１１は－ﾉﾉ1(リセン|祈釧:蝋ljM姉1101:Iiij のl1Ijl城比であるなお，繰りj堕しセン断,ijt験の｣；陽介 'よ，セン断応ﾉﾉＴがゼロとなったⅡｶﾞﾙ』のIIIlljl1比をﾉ|｜ いた。lxltlI，olill，△印，□ｌｉＩＩはそれぞれ[)(111“, McdiunLL()・爵ｅを炎しており，ll1lrljは一方Ii1セン断 jli験．rllWjは縦Ｉ)返しセン|ｌｉｌｆ後の・力|イリセン断`;ＪＩＬ験

を炎している。供拭体の密度，拘束111に側係なく，

＃（eb＋Ｉ）と＃,,の|AIには1111:線lMI係があるように｣Ｕ わｵLろ(ｒ･ﾉｸﾞｌｉ１ｊセン断の陽介と繰り返しセン断の場 合を比鮫すると，１１１１i肝に人きな艦はないが，＃〃＜２５

`'の範ⅡⅡにおいては，繰り返しセン断のケースの刀

が|↑|篤lLl11Iにあるように111われる．縦})返しセンlIilr

によ')密腿がjWljⅡする過秘で，flIllH=ii鵬〃け２の肢

'|､正lijﾉﾉ。:;に対する荊合が変化しているとｉｆ想き れる。 （６）繰り返しセン断に伴ったセン断剛性Ｇと糠llli 減衰定数ｈの変化 ｜叉１－１１に応力比r／＠Ｖ＝0.3のケースを示した。 『

巧町

図－９．モールの応力円

⑦,＝（Ｔ２＋〃．⑥ｖ２)/(AC・・v）（４）

ひ3＝（１－徳）・ロ,，（５） SiIldUn＝（句１－兎)／(｡I＋け3）

＝((て／ぴ，)z＋艀)/((て／がv)2＋nF･(２－彪)）（６）

ここで，ウｍはセン断中にモービライズきれた内 ｓｌ５０－ Ｋ｡ 1００ リノ白 5０ ０００００ １２３４ （誤）二 ３０９０ＩＯＣ

Ｉ

っｐｌ ０ ０ ８ ７ （・）（一十⑰）・ひ 〃壇 Ｌ【】

i'

DＣ 「ョ

韓.

」ｕｌｊ＝Ｊ【】 6０

図-11．繰り返しセン断に伴ったセン断剛性

と等価減衰定数の変化 5０ ｇ△gIUヱェqfitHfm刃1国Ⅸ密 セン断剛性と鉛直荷重の比Ｇ／⑥wと等(ili減衰定数ｈ

を縦軸に，相対密度Clを横軸にとり，各サイクル

の結果をプロットし，直線で結んだ。図中の○，△，

□印は,それぞれ鉛直荷重ワン=0.5,1.0,2.0ｋＷ(p㎡

1５２０２５３０ 節（･）

図-10．内部鰻擦角と粒子間摩擦角の関係

Mf雄大`f:]2学部紀甥第38号，1989年 ７ のケースであり，ルリーイクルロと10サイクル|］に付 けたＣ Ｇ／｡ザの繰り返しセン断に伴った変化は,繰り 返しセン断の初Ｗｌには密腱噸加に釣り合った噸jⅡ|を 〉(すが．繰り返しljjl数に伴ってＧ／ぴ、の糯度に対 する噸加割合力粥している。このlWil(ﾘは鉛Ⅱ11:荷顛が 低いほど，密度が問いほど顕蒋である。 ｂの人きざおよび繰り返しセン断に伴ったｈの変

化は，初期籍度に関係し，鉛UI〔何頭とはあまり関係

がないように思われる。１～10サイクルの間のｈの 変化脳:△ｈは，Looseのケースで約35％・Medillm で15-20％，Denseで約10％程度である。１０サイク ル目のｈの他は密度による蕊は小さく，10％前後の 値となっている。 （７）セン断剛性Ｇと等価減衰定数ｈの関係 一・定荷重による繰り返しセン断における等価減衰 定数ｈと，セン断剛性と鉛i闇:荷重の比Ｏ／ぴγとの 関係を，図-12(｡)～に)に示す。各ケースごとに１～ TID､⑱ＩＩ１ＩＥｍ Ｏ５ＩＯ２０

鵠。：。

函・△。 5０ ００００ ４３２１ （誤〉二 ｴエ企

息VhlI、ま、

q06。 ２０４０６０８０１００１２０１４０ ｄｏ､ （c）LOOSE 図-12．等価減衰定数とセン断剛性の 関係（ケース①） 10サイクルの値をプロットしている。ｈとＧ／必 の間には,応力比によって辨干ズレがあるけれども， 直線関係があるように思われる。図中の実線は各鉛 直荷重ごとに，データを代表していると思われる直 線を目視によって引いたものである。その直線の傾

群liiiif

5０ ◎０Ｖ＝0.5kgfにｍ２ △０Ｖ＝１．０kgfに、２ ０ ５ ５ ４ （誤｝く ００００ ４３２１ （宗）二 ｏｐＯｖ＝２.Ｏｋｃ Ｘ可 fに、２ ４０ ３５ 1．４０１－４５１．５０１．５５１．６０ １９．（gにｍ３リ ２０４０６０８０１００１２０１４０ ０ﾉい （a）ＤＥＮＳＥ 図-12．等価減衰定数とセン断剛性の 関係（ケース①） 図-13．直線の切片Ａと乾燥密度の関係

蝋鍵

5０ _{（・）令ざ} ３２ ０５ _{ｏＤＥＮＳＥ} △ＭＥＤＩＵＭ ｐＬＯＯＳＥ ００００ ４３２１ （宗）こ と△△色一ｍ 2０

N廷ii`K§：

△ 1５ ２０４０６０８０１００１２０１JＩＯ Ｃ'０Ｖ （b）ＭＥＤＩＵＭ 図-12．等価減衰定数とセン断剛性の 関係（ケース①） ０．２０．４０．６０．８１．０１．２ Ｂﾉ瓜（Q/b/kgfに、2） 図-14．直線の傾きＢと粒子間摩擦角の 関係

８ _{一定荷重および不規則荷重による乾燥砂の繰り返し単純セン断特性：許・加藤} きは鉛直荷重が低い程，緩くなっている。得られた 直線の切片Ａと乾燥密度の関係をIX1-13に，１１１１線の 傾きと鉛直荷重の比Ｂ／ぴｖと粒子間麟擦角内の関 係を図-14に示す。図-13より，繰り返しセン断初 期の等価減衰定数は密度が緩い程大きいことが分か る。ｈ～Ｇ／“関係の直線の傾きは，密度，拘束 腋及び粒子間摩擦角に関係しており，粒子間麟擦角 が大きい程小さく、密度が緩い程大きくなることが 分かる。図中の実線は股小二乗法により求めたもの であり，以下のような関係式で表されている。 Ａ＝181.68/Ｒ1-78.37(7)

Ｂ＝塗.｡,￣｡，.(22.43.月]￣'391）(8１

_{１１５．７８．（ぬ-1.392）} 切片Ａは乾燥密皮だけでなく，他のパラメータも老

噸する必要があるように思われる。また，傾きの係

数Ｂの分{uは（6-1.392）となっており，緩い符

度のケースには適用(M来ない。以上，２点の'１１]題点

があるが，ｈおよびＧの繰り返しセン断に伴った変

化を粒子'１１１麟擦f0でｆ他(することができると考えら

れる餐 不BluU荷ｊＲによる繰り返しセン断における1,とＧ

/ぴ、の１１０係をU(１－１５(`!)～(blにぶす《，lX1中の奨線，

破線，および一点鎖線はそれぞれDcnSe､Ｍｊ(liuIn,

Lo()seのケースについて，(7)と(8ﾙ1(;より得られたＩＩＴ

線を表している。かなりのばらつきが!とられるがし

各ケースとも，ｈとＧ／ｏ、の関係をかなり良く表

していると思われる。 ４．まとめ

（１）繰り返しセン断後のセン断強度は，密度地力１１

による強度lWljll以.上に増加するケースと，それ 以下の増加にとどまるケースがある。拘束)i;が

jiiすに従い，密度増Ij【lに対応した値以上に｣糾加

するケースは減少するように思われる。

（２）内部麟擦角‘は供試体の間隙比ｅと粒子間巌

擦角＃似によって決定される。その関係は応力

腹腔，拘束圧に関係なく，一定の関係である。

（３）繰り返しセン断により等価減衰定数ｈは減少 し，セン断剛性Ｇは増加する。この時，両者の 間には直線的な関係がある。この関係は供試体 密度と粒子間摩擦角によって決定されると思わ れる。 なお、本研究を連行するに当たり，大域林君（現 東京工業大学)、金城隆雄君（現浦添市役所)、町田 宗直君（現国場組）の助力を得たことを記して感謝 の意を表する。 ９－、 二６０ － 二 ３o z0 １０ ＬＪ－員－１【Ⅲ】

蝿簿

ｎ％ ｇ凸Ｕ６０８０１００１フに （a）衝撃型（s）ｄｏ､，

図-15.等価減衰定数とセン断剛性の

関係（ケース②） 参考文献 ９－－－－－－ｍ ００００ ４３２１ （諄》二 (1)許光瑞・加藤進・大城林：乾燥砂の繰り返し 単純セン断特性に関する実験的研究，琉球大学 工学部紀要，1987年10月 (2)石原研而：土質動力学の基礎，1976年，鹿島 出版会 (3)Oda，Ｍ・andKonishLJ．：ＲＯＴＡＩＴＩＯＮＯＦ ＰＲＩＮＣＩＰＡＬＳＴＲＥＳＳＥＳＩＮＧＲＡＮＵＬＡＲ ＭＡＴＥＲＩＡＬＤＵＲＩＮＧＳＩＭＰＬＥＳＨＥＡＲ，ＳＯＩＬＳ ＡＮＤＦＯＵＮＤＡＴＩ０ＮＳ，ＶＯＬ、１４，Ｎ０．４１Ｄｅｃ ｌ９７４ｐｐ､39-53

蝋；二二臨

塒ｐ“ 可､、 ｊＵＢＯｌＯＣ Ｇ/0Ｖ （b）振動型（v）

図-15．等価減衰定数とセン断剛性の

関係（ケース②）

雌球火鍍|:学柵紀蝉鰍38サ，1989年 ９

14）ＷＦ行炎俊：ilLli接セン断滅験における砂の恭

勅，」二Frl:学会1諭文iilf鱒染ｈＶＯＬｌ５、ＮＭ，

ＤｅＣｊＬ９７５ｂＰｐｕ９３－１００ ｌ５１０ｄａ`Ｍ､：ONTHERELATIoNで／aW-腿・

ｔａｎＩ'ｌＮＴＨＥＳＩＭＰＬＥＳＨＥＡＲＴＥＳＴ,SOILS

ハLNDFOUNDAT[ONS，VCiL］５．Ｎｏ．４．Dec， l９７５ｉｐｐ３５－４１