原位置岩盤せん断試験の力学的機構に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11760173
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 西山 竜朗 岡山大学, 環境理工学部, 助手 (30294440)
• Keywords: 岩盤 / せん断 / 破壊機構 / 局所破壊 / 破壊規準 / 岩盤評価 / 原位置岩盤せん断試験 / ブロックせん断試験

Research Abstract

原位置岩盤せん断試験の力学的機構を明らかにすることを目的とし、破壊過程における局所破壊に注目しながら、試験における破壊形態について石膏模型試験による調査を行った。
石膏模型試験において、第一に、前年度同様不連続面を含まない岩盤を想定した調査を行った。ここに、試験におけるせん断抵抗の議論に一般性を持たせるためには前年度の調査における垂直応力域の広さが十分でないと考えられたため、今年度においては最大値を材料の一軸圧縮強度の約半分とする、比較的広い垂直応力域に対する調査を行った。第二に、不連続面を含む岩盤を想定した調査を行った。試験ごとに不連続面の位置と傾斜の組み合わせを変化させながら、不連続面を1個含ませた。なお、いずれの試験においても破壊過程を撮影し、撮影した画像を変位-荷重関係に対応させた。試験結果の解釈においては、有限要素法による応力解析を援用した。
上記の試験から、第一に不連続面を含まない場合について、垂直応力の大きさに対応して変化する破壊形態の特性を得た。垂直応力が小さい場合には破壊が局所的となる傾向が強く現れ、垂直応力が大きい場合にはブロック-基盤接触面付近全体に渡って分布する局所の亀裂がブロック-基盤接触面となす角が大きくなる傾向が現れた。これらの変化に関連し、特定の垂直応力を境とし、低・高両垂直応力域において、せん断抵抗が材料の破壊規準より大きく下回る結果を得た。これらの結果について、有限要素法による応力解析から定量的解釈を得た。第二に不連続面を含む場合について、不連続面の位置および角度により変化するせん断抵抗を得た。不連続面を含む場合について、今年度において定性的解釈を得たため、今後、一般性を有する定量的解釈を得るためにさらなる数値解析的検討を進める予定である。

Research Products

• [Publications] 西山竜朗,長谷川高士: "原位置岩盤せん断試験におけるせん断抵抗発現に関する実験的研究"第36回地盤工学研究発表会 平成13年度発表講演集. (2001)
• [Publications] 西山竜朗,長谷川高士: "ブロックせん断試験におけるせん断面形成の機構}"土木学会平成12年度全国大会第55回年次学術講演会講演概要集. III-A 270(番号). (2000)
• [Publications] 西山竜朗,深田敦之,村上章,長谷川高士: "原位置岩盤せん断試験の力学的機構に関する実験的検証"平成12年度農業土木学会大会講演会講演要旨集. 486-487 (2000)