遠心模型実験装置

遠心模型実験

遠心模型実験とは

模型実験とは，実物の挙動を縮小模型によって調べる実験をいう。［実物 ← 相似則 → 模型］
実地盤の挙動は，土の自重応力の影響が大きく，土は応力レベルによって異なる挙動をするため，寸法のみを縮小した模型実験では，応力が小さく実物と相似な挙動は期待できない。
遠心模型実験では，1/n模型に遠心加速度 ng （g：重力加速度）作用させ，実物と同じ応力状態とするため，実物と相似な挙動が期待できる。
地盤研では，1964年に自由諸国初の装置を作って以来，現在までに５台の装置を経てきている。

遠心模型実験の原理

模型を半径 r (m)の腕に取り付けて，毎秒N回転させると，模型にはα = r (2πN)2 の遠心加速度が作用する。
これが重力加速度 g の n 倍，α = ng であれば，模型内の土の単位体積重量γ は，重力場のn倍，すなわち nγ となる。
したがって，縮尺1/nの模型をこの遠心加速度場に置けば，実物と同じ応力状態となるわけである。
例えば，10cmの高さの模型を100g場におけば，10mの高さの実物と同じ応力状態となる。

大阪市大遠心装置（Mark-V）

Mark-Vの緒元

模型容器設置前の状況

運転台

装置全体