粒状体モデルを用いた脆性材料の粘弾塑性変形・破壊解析

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455219
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 森 博嗣 名古屋大学, 工学部, 助教授 (80157867)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒川 善幸 名古屋大学, 工学部, 助手 (50242839) ; 谷川 恭雄 名古屋大学, 工学部, 教授 (70023182)
• Keywords: 粒状体モデル / コンクリート / 粘弾塑性 / サスペンション要素法 / 破壊解析 / 高速載荷 / クラック / 圧縮変形挙動

Research Abstract

1.粘弾塑性サスペンション要素解析手法の開発
現有の2次元プログラムを3次元に拡張するとともに、細部に至る多数の境界条件を整備した。以下に、主な修正点を列挙する。
1-a)サスペンション要素の破壊条件:単純な摩擦降伏関する破壊条件を非線形に拡張した。
1-b)繰返し載荷:衝撃の伝播を扱うために、弾性および塑性領域に関する繰返し挙動の再現を試みた。
1-c)自由度の拡張:3次元問題に対応し、節点の回転を考慮し、大変形問題に適用した。
2.入力データの整備
1.で開発したプログラムに用いる入力データを得るために、既往の実験結果を整理した。
2-a)モルタルマトリックスの構成則:引張およびせん断の破壊条件。
2-b)骨材とマトリックスの付着特性:特に付着破壊後のすべり挙動。
3.コンクリートの応力-ひずみ曲線の解析および検証実験
1.および2の成果より、コンクリート円柱供試体の破壊挙動のシミュレーションを行い、載荷速度、供試体の形状および寸法、粗骨材の位置のバラツキなどの要因が、その破壊過程や応力-ひずみ曲線に与える影響を検討した。また、小型の供試体を用いて同条件で実験を行い、解析結果と比較した。
4.アコースティック・エミッション(AE)現象の解析および検証(谷川)
1.および2の成果より、コンクリートの破壊過程で生じるAE弾性波の発生シミュレーションを行い、引張破壊とせん断破壊の差異、カイザー効果の機構などについて解析的な検討を行った。

Research Products

• [Publications] 荒井 正直: "コンクリートの圧縮変形特性に与える載荷速度の影響に関する基礎的研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. 34. 1-4 (1996)
• [Publications] 平岩 陸: "コンクリートの破壊性状と微細構造の関係に関する解析的研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. 34. 5-8 (1996)
• [Publications] 谷川 恭雄: "コンクリートの破壊性状に与える微粒子の影響に関するモデル解析" セメントコンクリートの反応モデル解析に関するシンポジウム論文報告集. (1996)
• [Publications] 荒井 正直: "高速圧縮荷重を受けるコンクリートの力学特性に関する解析的研究" コンクリート工学年次論文報告集. (1996)