TOP > 国内特許検索 > 土質材料の評価方法

土質材料の評価方法

国内特許コード	P08A013415
掲載日	2008年5月30日
出願番号	特願2006-169367
公開番号	特開2007-333707
登録番号	特許第4691663号
出願日	平成18年6月19日(2006.6.19)
公開日	平成19年12月27日(2007.12.27)
登録日	平成23年3月4日(2011.3.4)
発明者	三隅浩二
出願人	国立大学法人　鹿児島大学
発明の名称	土質材料の評価方法
発明の概要	【課題】三軸供試体が比較的均質な状態であると考えられる応力レベルで、圧縮指数λをはじめとする土質材料の弾塑性パラメータを決定できるようにする。【解決手段】せん断開始時点の比体積ｖ₀と平均主応力ｐ´の異なる複数の三軸せん断試験を実施し、比体積ｖ（土粒子の体積を１としたときの土全体の体積）、三軸供試体がせん断中に圧縮から膨張に転ずるときまでに発生した体積ひずみ量ε_Vmaxとし、試験結果Ｂ、Ｃにおいて(ε_Vmax)_B＝(ε_Vmax)_Cならば(ｖ)_B＋λ(ｌｎｐ´)_B＝(ｖ)_C＋λ(ｌｎｐ´)_Cが成り立つとして、圧縮指数λを下式 λ＝((ｖ)_B－(ｖ)_C)/((ｌｎｐ´)_C－(ｌｎｐ´)_B) により求める。【選択図】図４
従来技術、競合技術の概要	圧縮指数λは、粘性土の場合、標準圧密試験で求めた正規圧密線より決定することが一般的である。ところが、砂質土の場合、砂質土の正規圧密線を求めるために異常に高い圧力が必要となり（非特許文献１を参照）、このような異常な高圧に耐えられる試験装置を用いることは一般的ではない。また、このような異常な高圧が作用している現場は杭の先端ぐらいに限られ、やはり砂質土の場合、正規圧密線より圧縮指数λを決定する方法は一般的でない。本願発明者等は、非特許文献２において、三軸せん断試験結果より砂質土の圧縮指数λを決定する方法を提案している。すなわち、正規圧密線と限界状態線の式は、比体積ｖ、平均主応力ｐ´として、それぞれｖ＝Ｎ－λｌｎｐ´、ｖ＝Γ－λｌｎｐ´と表わされる。ここにＮ、Γはｖ～ｌｎｐ´空間における正規圧密線と限界状態線の位置を決める。ｖ～ｌｎｐ´空間では、正規圧密線と限界状態線は互いに平行で、その傾きλが圧縮指数である。ｖ～ｌｎｐ´空間において、正規圧密線と限界状態線と同じ傾きを持つ平行線ｖ＝ｖλ－λｌｎｐ´を無数に引くことができる。ｖλはダイレイタンシー特性に関わるパラメータである。このときｖλ＝ｖ＋λｌｎｐ´はＮ、Γ同様それぞれの線の位置を決める（非特許文献１を参照）。通常の応力レベルにおける砂質土の三軸せん断試験結果ではｖλ＜Γとなることが多い。そこで、せん断開始時点の比体積ｖ₀と平均主応力ｐ´の異なる複数の三軸せん断試験を実施して、ピーク破壊時の応力比η_peak´の等しい試験結果Ｂ、Ｃを得ることができれば、次の考え方により圧縮指数λを決定することができる。すなわち、(η_peak´)_B＝(η_peak´)_Cならば(ｖλ)_B＝(ｖλ)_Cである。ｖλ＝ｖ＋λｌｎｐ´より、(ｖ)_B＋λ(ｌｎｐ´)_B＝(ｖ)_C＋λ(ｌｎｐ´)_Cが成り立つ。ｖ、ｌｎｐ´はいずれも既知であるので、次式により未知パラメータλを決定することができる。 λ＝((ｖ)_B－(ｖ)_C)/((ｌｎｐ´)_C－(ｌｎｐ´)_B) 【非特許文献１】 J.H.Atkinson, P.L.Bransby, The Mechanics of Soils, McGRAW-HILL Book Company (UK) Limited,pp.235-291,1978. 【非特許文献２】三隅浩二、秋吉智文ほか、三軸せん断試験による砂質土の圧縮指数の決定、土木学会西部支部研究発表会講演概要集III－０４８、ｐｐ.４６３－４６４、２００６．３．【非特許文献３】中井健太郎、構造・過圧密・異方性の発展則に基づく土の弾塑性構成式の開発とその粘土、砂、特殊土への適用性に関する基礎的研究、名古屋大学学位論文、ｐｐ.１－６５、２００５．３【非特許文献４】三隅浩二、木村裕樹ほか、三軸せん断試験による砂質土の静止土圧係数の決定、平成１８年度土木学会全国大会第６０回年次学術講演会講演概要集３－０８１、ｐｐ.１６１－１６２、２００５．９．
産業上の利用分野	本発明は、三軸せん断試験による土質材料の評価方法に関する。
特許請求の範囲	【請求項1】せん断開始時点の比体積ｖ₀と平均主応力ｐ´の異なる複数の三軸せん断試験を実施する手順と、比体積ｖ（土粒子の体積を１としたときの土全体の体積）、三軸供試体がせん断中に圧縮から膨張に転ずるときまでに発生した体積ひずみ量ε_Vmaxとし、試験結果Ｂ、Ｃにおいて(ε_Vmax)_B＝(ε_Vmax)_Cならば(ｖ)_B＋λ(ｌｎｐ´)_B＝(ｖ)_C＋λ(ｌｎｐ´)_Cが成り立つとして、圧縮指数λを下式 λ＝((ｖ)_B－(ｖ)_C)/((ｌｎｐ´)_C－(ｌｎｐ´)_B) により求める手順とを有することを特徴とする土質材料の評価方法。【請求項2】前記三軸せん断試験は、平均主応力一定排水三軸せん断試験であることを特徴とする請求項１に記載の土質材料の評価方法。【請求項3】前記三軸せん断試験に先立って、三軸供試体に載荷と除荷を繰り返す静的載荷による攪乱を与えることを特徴とする請求項１又は２に記載の土質材料の評価方法。【請求項4】前記繰り返し載荷を被った三軸供試体から得られた一連の試験結果（第１グループの試験結果）より、土質材料の弾塑性パラメータとして、限界状態パラメータＭ及Γ、ポアソン比ν´、圧縮指数λ、膨潤指数κ、及び正規圧密線の位置を決めるパラメータＮを求めることを特徴とする請求項３に記載の土質材料の評価方法。【請求項5】前記第１グループの試験結果より求められた弾塑性パラメータを用いて、式（３）の降伏関数Ｆ＝０より、上負荷面と正規降伏面の大きさの比Ｒ^＝ｐ_y´正規降伏面/ｐ_y´上負荷面＝Ｒ^₀＝１、Ｕ^＝ｄＲ^/ｄε_S^p＝０として、式（５）、（６）を用いて上負荷面と下負荷面の大きさの比Ｒ＝ｐ_y´下負荷面/ｐ_y´上負荷面を求める手順と、体積ひずみ増分ｄε_V、せん断ひずみ増分ｄε_S、平均主応力増分ｄｐ´、軸差応力増分ｄｑ、Ｄ＝(λ－κ)/（Ｍｖ₀）、Λ＝１－κ/λ、Ｎ´＝３(１－２ν´)/(１＋ν´)、ψ＝ｄε_V^p/ｄε_S^p＝(Ｍ²－η´²)/(２η´)、平均主応力ｐ´、応力比η´＝ｑ/ｐ´とした弾塑性構成式（１）、（２）、（４）を前記第１グループの試験結果にあてはめることにより、もしくは式（７）を用いて、Ｒの変化率Ｕ＝ｄＲ/\|\|ｄε^p\|\|＝ｄＲ/((ｄε_V^p)²＋(ｄε_S^p)²)^0.5を決定する手順とを有することを特徴とする請求項４に記載の土質材料の評価方法。【数１】【請求項6】前記第１グループの試験結果より求められた弾塑性パラメータ、前記Ｕ～Ｒ関係及び繰り返し載荷を伴わない三軸供試体から得られた第２グループの試験結果を用いて、式（３）の降伏関数Ｆ＝０より、上負荷面と正規降伏面の大きさの比Ｒ^を求める手順と、弾塑性構成式（１）、（２）、（４）を第２グループの試験結果にあてはめることにより、Ｒ^の変化率Ｕ^*を決定する手順とを有することを特徴とする請求項５に記載の土質材料の評価方法。【請求項7】弾塑性構成式（１）、（２）に一次元圧縮条件を導入して得られた式（８）とψ＝(Ｍ²－η´²)/２η´を同時に満たすη´＝η´_K0より、地盤の初期状態を表わす静止土圧係数Ｋ₀＝（３－η´_K0）/(２η´_K0＋３)を決定することを特徴とする請求項６に記載の土質材料の評価方法。【数２】
国際特許分類(IPC)	G01N 3/00 機械的応力の負荷による固体材料の強さの調査
Fターム	2G061AA03 三軸圧縮試験（土壌が主） 2G061AA11 剪断試験（ｓｈｅａｒｉｎｇｆｏｒｃｅ） 2G061AB01 静的負荷による試験 2G061BA06 弾性率〔＊〕 2G061BA09 体積弾性率 2G061BA10 ポアソン比 2G061CA06 土壌、岩石 2G061DA12 コンピュータ装置を内蔵するもの 2G061EA01 荷重 2G061EA02 変位 2G061EA04 歪み 2G061EA10 その他〔＊〕 2G061EB05 ロードセル 2G061EC02 演算処理
画像 ※ 画像をクリックすると拡大します。
出願権利状態	登録

英語項目の表示

発明の名称	METHOD OF EVALUATING SOIL MATERIAL
発明の概要	PROBLEM TO BE SOLVED: To determine elasto-plastic parameters of a soil material such as compression index λ at a stress level considered that a triaxial specimen is in a considerably uniform state. SOLUTION: Triaxial shearing tests with different specific volume v₀ and average principal stress p' upon start of shearing are performed. Where the specific volume is v (volume of the total soil when the volume of soil particles is 1) and a volumetric strain amount generated when the force applied to the triaxial specimen is changed from compression to expansion during the shearing is Å_Vmax, if (Å_Vmax)_B=(Å_Vmax)_C according to the test results B, C, (v)_B+λ(1np')_B=(v)_C+λ(1np')_C is established. The compression index λ is provided by using the following expression λ=((v)_B-(v)_C)/((1np')_C-(1np')_B).

発明の名称

METHOD OF EVALUATING SOIL MATERIAL

発明の概要

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine elasto-plastic parameters of a soil material such as compression index λ at a stress level considered that a triaxial specimen is in a considerably uniform state.
SOLUTION: Triaxial shearing tests with different specific volume v₀ and average principal stress p' upon start of shearing are performed. Where the specific volume is v (volume of the total soil when the volume of soil particles is 1) and a volumetric strain amount generated when the force applied to the triaxial specimen is changed from compression to expansion during the shearing is Å_Vmax, if (Å_Vmax)_B=(Å_Vmax)_C according to the test results B, C, (v)_B+λ(1np')_B=(v)_C+λ(1np')_C is established. The compression index λ is provided by using the following expression λ=((v)_B-(v)_C)/((1np')_C-(1np')_B).

※ 公開特許は弊社ホームページ内で開示資料とともに、特許公報も掲載しております。
アドレスは　http://www.ktlo.co.jp/002_seeds_.html