2004 Fiscal Year Annual Research Report
地盤材料の変形の局所化挙動における圧縮帯とせん断帯の解明と圧縮・破壊挙動の予測
| Project/Area Number |
16360238
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
岡 二三生 京都大学, 工学研究科, 教授 (10111923)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八嶋 厚 岐阜大学, 地域共同研究センター, 教授 (90144394)
大谷 順 熊本大学, 工学研究科, 教授 (30203821)
小高 猛司 京都大学, 工学研究科, 助教授 (00252271)
木元 小百合 京都大学, 工学研究科, 助手 (70362457)
|
|---|
| Keywords | 圧縮帯 / せん断帯 / 変形の局所化 / 砂 / 軟岩 / 三軸試験 / 構成式 / 有限要素法 |
|---|
| Research Abstract |
(1)豊浦砂,珊瑚混じり砂および人工軟岩の角柱三軸圧縮試験
三軸圧縮試験中の角柱供試体を三軸セルの外部からデジタル撮影し,それをPTV画像解析することにより供試体表面の局所ひずみを高精度で計測できる手法を開発した。それを用いて,豊浦砂,珊瑚混じり砂および人工軟岩の角柱三軸圧縮試験を行った結果,比較的ゆる詰めの構造を持つ供試体では明確なせん断帯は観察されず,軸圧縮が卓越するせん断ひずみおよび体積ひずみの分布が観察された。
(2)高圧三軸試験用セルの製作および軟岩を用いた角柱三軸圧縮試験
鋼製三軸セルに設けた耐圧ガラスの観測窓からCCDカメラで供試体表面の局所ひずみの計測を行うことを可能とした高圧三軸試験装置を製作した。これを用いて,堆積凝灰岩の戸室石の角柱供試体に対して低〜高拘束圧レベルでの排水三軸試験およびストレス・プルーブ試験を行い,戸室石の降伏局面の特定をするとともに,供試体表面の局所ひずみの計測を行った。また,実験後の供試体を用いて,X線CTスキャン装置を用いて供試体内部の密度分布の観察も行った。その結果,低拘束圧下の試験では,供試体表面では明確なせん断帯が観察されるのに対し,供試体の内部では水平方向の高密度領域が観察された。一方,高拘束圧下での実験では,供試体表面ではせん断ひずみ,体積ひずみともに,軸圧縮方向に卓越する局所ひずみの分布が観察されるとともに,供試体内部でも不均質な密度分布が存在することが確認できた。
(3)構造の劣化を考慮した砂の構成式の高度化と三次元ひずみの局所化解析
砂の弾塑性構成式に構造の劣化の効果を取り入れて拡張し,その構成式を三次元有限変形FEM解析に組み込み,角柱砂供試体の三軸圧縮試験のシミュレーションを行った。供試体表面ではX型のせん断帯が発生するのに対し,供試体内部では体積ひずみが増加する高密度領域が発生することを解析的に示した。
|
Research Products
(6 results)
