粒状材料におけるせん断帯生成機構解明のための実験と解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12460105
• Research Institution: OKAYAMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 村上 章 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80157742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西山 竜朗 岡山大学, 環境理工学部, 助手 (30294440) ; 西村 伸一 岡山大学, 自然科学研究科, 助教授 (30198501) ; 藤井 弘章 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (70033264)
• Keywords: 粒状体 / 二軸試験 / せん断帯 / セルオートマトン / 局所化 / 個別要素法 / せん断試験

Research Abstract

本年度は、アルミ棒積層体を用いた二軸試験を実施した。アルミ棒の径は3種類とり、均等径および混合径にて試料とした。粒子の中心軌跡を非接触装置により観察し、粒子群の挙動を把握した。それと並行して、こうした変位を連続体物質点のそれとみなすことで、粒子群のつり合い状態を逆解析することを試みた。解析には等価介在物法による逆解析法を用い、粒子集合体の非弾性応力分布を推定した。また、接触力分布を推定する新しい考え方を導入し、個別要素法による結果と比較し、その対比を検討した。一方、研究代表者と海外共同研究者とによる「連結格子セルオートマトン(Connected Lattice-Cellular Automata : CL-CA)」の適用・検討も進めた。粒状体に関するCAのローカルルールは、従来開発していた落し戸受働モードのそれに加え、より一般的なせん断条件を記述するローカルルールを新たに提案した。均等径粒子群について、このルールに基づいたダムブレイク問題の数値解析を行い、ルールの有効性と結果の妥当性を検討した。この問題の解析では、海外共同研究者が行った実験や個別要素法解析の結果と良く似た傾向が得られるだけでなく、流体解析に用いられるCIPによる解析結果とも良い対比を示した。

Research Products

• [Publications] 村上 章: "EFGMによる水〜土連成弾塑性解析"農業土木学会論文集. 214. 1-7 (2001)
• [Publications] 松岡明日香: "Stress distribution within granular body"Inverse Problems in Engineering Mechanics. 1. 185-191 (2001)
• [Publications] 村上 章: "討議 密詰め砂地盤において擁壁裏込め土の緩みが受働変位による地盤の進行性破壊および粒子径効果に及ぼす影響"農業土木学会論文集. 216. 101-102 (2001)
• [Publications] 村上 章: "連続体から離散体へ"土木学会誌. 86・5. 45-47 (2001)
• [Publications] 村上 章: "講座「土の構造とメカニックス -ミクロからマクロへ」講座と始めるにあたって"土と基礎. 50・1. 37-38 (2002)
• [Publications] 村上 章: "Study of microtopology and its evolution in granular materials using a cellular automata model"Powders&Grains. 1. 33-36 (2001)
• [Publications] 村上 章: "有限要素法・境界要素法による逆問題解析 -カルマンフィルタ・等価介在物法の応用"コロナ社. 250 (2002)