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大型三主応力試験装置の多機能化と各種土質試験装置設計図面データベースの構築を目的として検討を行った。平面ひずみ圧縮試験を行える高容量の拘束板とベアリング付ペデスタルを新規製作し、明確な境界条件のもとで供試体のひずみ分布を高精度な画像解析により計測できるようにした、この装置を用いて締固めた千葉礫の大型平面ひずみ圧縮試験と画像解析を実施した。また、長期クリープ載荷装置を製作するとともに、これまでに設計・製作した各種の土質試験装置を対象に設計図面のデータベースを作成した。
大型平面ひずみ圧縮試験装置の製作とこれを用いた試験で得られた成果を以下に示す。
1.現有の大型三主応力制御試験装置では水平方向の載荷を行うための拘束板を固定することにより平面ひずみ圧縮試験を行うことができるが、現有の拘束板は透明でないため、これを通じて供試体側面の変形状況が観察できないという限界がある。そこで、透明な拘束板を新規製作することにより、供試体側面の変形状況を高分解能のディジタルカメラで記録できるようにした。
2.現有の装置では、供試体の上面と下面に摩擦軽減層を設けることにより、せん断層発生後の供試体の剛体的な水平変位を許容できるようにしているが、供試体を締固めて作製した場合には下面の摩擦軽減層が損傷して、十分な摩擦軽減効果が発揮されないという限界がある。そこで、ローラーベアリングを有するペデスタルを新規製作し、上記の水平変位が自由に生じるようにして、明確な境界条件のもとで試験が行えるようにした。
3.製作した試験装置を用いて、締固めた千葉礫の大型平面ひずみ圧縮試験を実施した。記録した供試体側面の変形状況の画像解析を行い、せん断層の発生前後の局所的なひずみ分布の変化と、せん断層の厚さ、せん断層に水平・鉛直な各変位成分などを求め、全体的な強度変形特性との関連、および大振幅の繰返し載荷履歴の影響を明らかにした。

【研究分担者】
古関潤一	東京大学	生産技術研究所	教授	(Kakenデータベース)