超圧縮粘土の強度および変形特性は、初期間隙比、応力経路、前期圧密応力などの状態因子の影響を受ける。超圧縮粘土の状態依存性を記述するために、まず密度状態パラメータと応力状態パラメータを定義し、それぞれ現在の状態点と双対状態点が臨界状態線に対して間隙比の差を表し、次に新しい応力-状態方程式を導出し、最後に状態硬化則を用いて現在の状態点が位置する下荷重面の硬化則を記述し、さらに超圧縮粘土に適用可能な状態硬化モデルを構築する。モデル計算結果を、異なる種類の粘土の排水および不排水条件下での三軸圧縮試験結果と比較分析したところ、本状態硬化モデルは良好な計算効果を示した。研究結果は、応力履歴が粘土の応力-状態方程式に影響を与え、この応力-状態方程式に含まれる密度状態パラメータと応力状態パラメータは土試料が臨界状態に達した後、いずれもゼロに近づき、両者はそれぞれ土試料の締密度および乾湿状態の表現に利用できることを示している。これに基づき提案した状態硬化則は、排水せん断条件下での超圧縮粘土のひずみ軟化および剪断膨張特性、ならびに不排水せん断条件下での有効応力経路および過剰間隙水圧の変化規則を比較的合理的に記述できる。構築した粘土状態硬化モデルは単一降伏面モデルに属し、形式は比較的単純であり、含まれる材料パラメータは通常の室内試験結果によって較正でき、工学実務において良好な理論的応用展望を有する。

粘土;状態境界面;下荷重面;状態硬化;本構成関係