水石 舞衣子
不飽和粘性土の力学特性に及ぼす応力・サクション履歴の影響
豊田 浩史
実地盤上に構造物や盛土，擁壁を施工した場合を考えると，地盤内に作用する応力は場所により様々な方向から作用している．そのため，構造物による地盤内応力は地点ごとに異なり，地盤の安定解析にはそれぞれの地点の応力状態に対応するせん断強度を用いることが重要となってくる．そこで，ベーラムなどにより，地盤の強度とそれに対応する室内試験方法が提案され，試験方法の違いにより，非排水強度に相違が生じることが確認されている．従って，安定問題において，どれか一つの試験方法で地盤強度を決定することは不可能であり，非排水強度異方性の合理的な評価を検討することは重要である．
3次元応力状態を再現できる中空ねじりせん断試験装置を用いて，飽和粘性土に対して様々な方向から異方圧密を行い，非排水強度異方性について検討し，合理的な評価方法を提案した．しかし，実地盤では，不飽和粘性土も数多く存在する．そこで，本研究では，中空ねじりせん断試験装置を用いて，不飽和粘性土に対して様々な方向から異方圧密を行い，強度異方性の発現を確認するとともに，異方性が生じるメカニズムの解明を目的として検討を行う．
応力・サクション経路およびK一定圧密時の最大主応力方向を変化させた不飽和粘性土に対して，せん断時の最大主応力方向αs=45(deg)，中間主応力係数bs=0.5と固定し排水せん断試験を行った．本研究でK一定圧密時の最大主応力方向をαc，せん断時の最大主応力方向をαsとし，αcからαsを引いた絶対値をα’とする．
本研究で得られた知見を以下に示す．
1.飽和粘性土の排水せん断試験においては，最大主応力方向α’の変化による排水強度の差異は確認できなかった．つまり，飽和粘性土において，異方圧密による強度異方性は発現しない．
2.不飽和粘性土の排水せん断試験では，低い拘束圧のもとで供試体を不飽和化させた後，異方圧密を行った供試体において強度異方性の発現が確認できた．これは，サクションがもたらす強度異方性と考えることが出来る．しかしながら，異方圧密終了後に不飽和化した供試体には，強度異方性を確認することはできなかった．これは，異方圧密が終了した供試体からは，十分な不飽和化（排水）が行えなかったためと考えられる．
3.排水強度とα’の関係において，α’=45 (deg)までは最大主応力方向α’が増加するのに伴い排水強度は大きくなる．そして，α’=45 (deg)以降は，α’の増加に伴い排水強度は小さくなり，山なりの傾向を示した．これらの傾向は，サクションの値によらず同じ傾向を示した．
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