2016 Fiscal Year Annual Research Report
Micromechanics of compression, shear and solidification of geo-materials under high pressure
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26289150
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松島 亘志 筑波大学, システム情報系, 教授 (60251625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
波多野 恭弘 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20360414)
渡辺 圭子 立命館大学, 理工学部, 教授 (80423599)
別府 万寿博 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, システム工学群, 教授 (90532797)
北島 弘子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 活断層・火山研究部門, 研究員 (60635796)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 粒子破砕 / 高速衝突 / 高速せん断 / フラクタル粒度分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，以下の研究を実施した．
(1)単粒子破砕試験:本研究の共通試料である岐阜珪砂および鹿島珪砂の単粒子破砕実験を行い，粒子強度が係数2のWeibull分布に近似できることを確認した．(2)砂の高圧せん断試験:平成27年度に引き続き，共通試料の高圧せん断試験を異なる実験条件(垂直応力，すべり速度，すべり量)下で行い，せん断抵抗の変化とバルク圧縮量，粒度分布の変化を調べた．特に試験体サイズをおよび拘束圧を変化させた結果，0.5(MPa)程度の低拘束圧下でも，せん断と共に破砕が進行し，最終的には5.0(MPa)程度の高拘束圧と同様の圧縮量となった．(3)粒子破砕理論モデルの構築:上述の実験結果および，平成27年度までに行った１次元圧縮試験結果と合わせ，圧縮およびせん断を受ける砂の破砕モデル(pore-filling model)を構築した．モデルを実験と比較し，良好な一致を確認した．(4)砂層への飛翔体高速衝突試験:平成27年度に引き続き，共通試料での飛翔体貫入挙動および，試料の粒度分布変化を計測し，Drucker-Pragerモデルなどの一般的な構成モデルを用いた粒子法による数値解析との比較を行った．(5)砂層の爆発衝撃実験:薬量8gおよび18gのC-4爆薬を用いて，土槽内で爆発実験を行った．実験では，爆薬から10cm～15㎝における土圧を計測するとともに，爆発による粒度分布の変化を調べた．実験の結果，土圧は最大で25MPaに達すること，また，粒径0.85mm以下に区分される粒子の割合が0.4%増大することがわかった．(6)高速衝突時の破砕性粒状体構成モデルの検討:高速衝突時の破砕性粒状体を連続体として解析する際に必要となる弾性モデルの検討を行った．これと(3)の塑性破砕モデルを組み合わせることにより，(4)や(5)の実験結果を数値計算によって再現することが可能となる．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Why was Armstrong’s footprint so clear?2016
Author(s)
Takashi Matsushima
Organizer
ADVANCING EXPERIMENTAL GEOMECHANICS: EXPERIMENTS IN NEED OF THEORIES AND THEORIES IN NEED OF EXPERIMENTS
Place of Presentation
Mercure Resort Hunter Valley Gardens in Pokolbin, NSW, Australia
Year and Date
2016-10-30 – 2016-10-30
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Micromechanics of Lunar Soil2016
Author(s)
Takashi Matsushima
Organizer
IMS-Chubu 2016 "New concepts and new developments in soil mechanics and geotechnical engineering"
Place of Presentation
Nagoya University, Nagoya, Aichi
Year and Date
2016-05-26 – 2016-05-26
Int'l Joint Research
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