多軸応力下の土の変形・強度特性

Abstract

土の変形がモービライズド面(土粒子の滑動面)上のせん断・垂直応力比によって支配されるという考え方を, せん断時の土粒子の挙動の微視的解析にもとづいてすでに述べている1》・2)。これは土が広い意味での摩擦則に従う材料であるという思想につながるものである。ここでは, すでに提案している3主応力軸間のモービライズド面(複合モービライズド面)の概念2》を拡張して, 3次元応力空間内に新たに空間モービライズド面なる応力面を提案し, この面上で整理すれぱ相異なる3主応力下の土の応カーひずみ関係を統一的に表現できることを各種実験データによって検証する。またその面上のせん断・垂直応力比がある一定値に達したとき土が降伏するものとして, 新たな土の降伏条件(破壊規準)を提案する。さらに, ダイレイタンシーによるひずみが上述の空間モービライズド面上のせん断・垂直応力比によって支配され, 圧密によるひずみがせん断応力と垂直応力の合応力によって支配されるものとして, いままでその挙動の説明が困難であった応力比一定試験の解析を試みている。

A new stress plane in three-dimensional stress space has been proposed as the composed stressplane of three mobilized planes of soil particles among three principal stress axes. The new stressplane is named "spatial mobilized plane (SMP)". It has been verified by data of various kinds ofshear tests that stress-strain behaviours of soil under three principal stresses can be uniquely expressedon this spatial mobilized plane. Principal stress-strain relationships of soil under three differentprincipal stresses have been derived from the unique stress-strain relationship on the SMP. Thesestress-strain relationships have been verified by triaxial compression tests, triaxial extension tests, plane strain tests and true triaxial tests on sands. A new yield condition (failure criterion) of soilhas been also proposed on condition that soil yields when shear-normal stress ratio on the SMP reachesa certain value. Furthermore, an analysis of stress ratio constant tests has been presented on con-dition that strains due to dilatancy are controlled by the shear-normal stress ratio on the SMP andstrains due to consolidation are controlled by the resultant stress of the shear stress and the normalstress on the SMP.