Mangone Sambe

砂の微小ひずみ変形特性に与える異方応力状態の影響

豊田　浩史

砂や粘土地盤は通常異方的な力学特性を有している．異方性と変形特性の理解は，地盤の変形解析を行う上で，大変重要なものである．特に，精度良い初期せん断剛性率は，地中構造物を合理的に設計する上で，主要な材料定数となる．
本研究では，微小ひずみでの砂の変形特性（せん断剛性率）に及ばす異方応力の影響を取り扱う．豊浦砂を用いて，単調三軸圧縮・伸張試験を行った．固有異方性の影響を調べるために，異なる堆積角（0，45，90°）で供試体を作製した．誘導異方性を調べるために，供試体を異なる応力比，K= 0.25, 0.4, 0.6（圧縮異方圧密），K= 2, 3（伸張異方圧密）で圧密した．K＝1は等方圧密となる．正確な変形特性を計測するため，ベンダーエレメント（BE）試験と微小ひずみ（LSS）試験を同じ供試体において行った．せん断は，比較できるように同じ状態より，圧縮と伸張載荷が行われた．
BE試験結果より，堆積角が0° から90°に増加すると，初期せん断剛性率も増加した．圧縮異方圧密で，K=0.4から1へ変化すると，初期せん断剛性率は減少した．伸張異方圧密で，K=1から2へ変化すると，初期せん断剛性率は増加した．しかしながら，K=0.4から0.25とK=2から3までの区間では，初期せん断剛性率は減少した．
圧縮LSS試験結果より，応力比がK=0.25から0.4の区間では，割線せん断剛性率が大きくなり，K=0.4からK=3の区間では，割線せん断剛性率が小さくなった．伸張LSS試験結果より，応力比がK=0.25から2の区間で，割線せん断剛性率が小さくなった．微小ひずみ領域（0.001%以下）においては，圧縮・伸張載荷とも割線せん断剛性率はほぼ同じとなった．0.001%から0.1%のひずみ領域では，伸張載荷の方が圧縮載荷より割線せん断剛性率が大きくなった．この差は，K=1に近づくほど，小さくなった．