2022 Fiscal Year Annual Research Report
Peridynamicsを用いた進行性破壊予測の破壊力学的イノベーション
| Project/Area Number |
19K04957
|
|---|
| Research Institution | Ishikawa National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
新保 泰輝 石川工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (20572697)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | Peridynamics / 進行性破壊 / 破壊力学 / 地盤工学 / 盛土 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
物体が逐次分離して最終的に崩壊に至る『進行性破壊』の科学的解明を行い，土砂災害の予測精度を向上するためには，亀裂の進展を扱う破壊力学による考究が必要不可欠である．本研究の目的は，亀裂進展解析手法であるPeridynamicsを地盤工学へ援用できるように改良し，亀裂進展形状と外力・地盤特性の関係を明らかにすることである．目的達成のために，亀裂進展解析コード（弾塑性解析，地震応答解析）の開発ならびに土質試験，再現解析，パラメータスタディを実施した．実施の中では，弾塑性材料に係る解析アルゴリズムの提案，仮想粘性境界とレイリー減衰の実装方法の提案，含水比の異なる締固めた粘性土の破壊形態や破壊靭性値を求めるために一軸圧縮試験の実施などを行った．比較的柔らかい粘性土材料では岩石とは異なる破壊形態を示す場合があることを明らかにし，また，破壊靭性値に係る実験式を提案した．また，解析手法の全体場の精度検証としてE積分を用いたエネルギ解放率を求めて経路独立性がある程度担保されることを示した．土質試験を基に粘性土の破壊形態について弾性解析，弾塑性解析による再現を実施しており，軸差応力―軸ひずみ関係，破壊形態には一定の再現性があることを示した．更には亀裂進展形状と外力・地盤特性の関係を明らかにするために，圧縮試験結果を基にPeridynamicsを盛土に適用し，模擬地震外力の周波数と最大加速度に対するパラメータスタディを実施した結果，最大加速度や周波数によって，低加速度ではすべり破壊や高加速度では法面からの亀裂進展が生じることが分かった．
|
