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液状化モデルを用いた脆性材料の粘弾塑性変形・破壊解析

研究課題

研究課題/領域番号 07455219
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

森 博嗣  名古屋大学, 工学部, 助教授 (80157867)

研究分担者 黒川 善幸  名古屋大学, 工学部, 助手 (50242839)
谷川 恭雄  名古屋大学, 工学部, 教授 (70023182)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1996年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1995年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワードコンクリート / 構成モデル / 粘弾塑性サスペンション要素法 / 変形・破壊挙動 / 応力-ひずみ関係 / 繰返し応力 / 高速載荷 / 破壊シミュレーション / 粒状体モデル / 粘弾塑性 / サスペンション要素法 / 破壊解析 / クラック / 圧縮変形挙動
研究概要

本研究では、複合材料であるコンクリートの変形・破壊性状をミクロな立場から解析的に取り扱い、従来、実験的な情報の整理によってしか得られていないコンクリートの構成則を、理論的な立場から検討し、より汎用的な力学モデルを構築することを目的として、粘塑性サスペンション要素法を、粘弾塑性解析に拡張し、この新しい解析手法を用いた硬化コンクリートの変形・破壊性状のシミュレーションを行うとともに、実験的な検証によってその妥当性を確認した。
本研究の成果は以下のようにまとめられる。
1.粘弾塑性サスペンション要素解析手法の開発および拡張
現有の2次元プログラムを3次元に拡張するとともに、細部に至る多数の境界条件を整備した。また、この結果を基づいて、多軸載荷・除荷、高速繰返し載荷、粗骨材の破壊、鉄筋による拘束などの条件にも適用可能な汎用的な機能をプログラムに付加した。
2.入力データの整備
1.で開発したプログラムに用いる入力データを得るために、既往の実験結果を整理した。
3.コンクリートの応力-ひずみ曲線の解析および検証実験
コンクリート円柱供試体の各種応力下における破壊挙動のシミュレーションを行た。また、小型の供試体を用いて同条件で実験を行い、解析結果と比較した。
4.アコースティック・エミッション(AE)現象の解析および検証(谷川)
1.および2の成果より、コンクリートの破壊過程で生じるAE弾性波の発生シミュレーションを行い、引張破壊とせん断破壊の差異、カイザー効果の機構などについて解析的な検討を行った。
5.コンクリートの構成モデルの提案
以上の研究結果を総括し、コンクリートの変形・破壊性状に与える影響要因を整理した上で、汎用的な力学モデルを構築するための基礎的な検討を行った。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] 谷川恭雄: "コンクリートの破壊性状に与える微粒子の影響に関するモデル解析" セメントコンクリートの反応モデル解析に関するシンポジウム論文集,日本コンクリート工学協会. 73-78 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 荒井正直: "高速圧縮荷重を受けるコンクリートの力学特性に関する解析的研究" コンクリート工学年次論文報告集. Vol.18,No.1. 43-48 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 荒井正直: "コンクリートの高速変形挙動に関する実験的・解析的研究" 日本建築学会構造系論文集. No.494. 15-22 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 荒井正直: "2次元モデルによるコンクリートの高速圧縮変形挙動に関する研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.35. 5-8 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 南部禎士: "2次元モデルによる高速荷重下のコンクリートの割裂引張破壊挙動に関する研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.35. 9-12 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平岩 陸: "2次元モデルによる繰返し載荷時のコンクリートの圧縮破壊挙動に関する研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.35. 17-20 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Arai, M., Tanigawa, Y., Mori, H., Nanbu, T.and Hiraiwa, T.: "Experimental and Analytical Studies on Deformational Behavior of Concrete under High-Speed Loading" Jour.of Struct.and Constr.Engng., Trans.of AIJ. No.494. 15-22 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mori, H., Tanigawa, Y., Kurokawa, Y., Arai, M.and Hiraiwa, T.: "Model Analysis on Effect of Micro Particle on Failures Properties of Concrete" Proc.of JCI Symposium on Chemical Reaction and Process Analysis of Cement Concrete. 73-78 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Arai, M., Tanigawa, Y., Mori, H.and Hiraiwa, T.: "Analytical Study on Dynamic Properties of Concrete under High-Speed Compressive Loading" Proc.of JCI. Vol.18, No.1. 549-554 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 荒井正直: "コンクリートの高速変形挙動に関する実験的・解析的研究" 日本建築学会構造系論文集. No.494(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 荒井正直: "2次元モデルによるコンクリートの高速圧縮変形挙動に関する研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.35. 5-8 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 南部禎士: "2次元モデルによる高速荷重下のコンクリートの割裂引張破壊挙動に関する研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.35. 9-12 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 平岩陸: "2次元モデルによる繰返し載荷時のコンクリートの圧縮破壊挙動に関する研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.35. 17-20 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 荒井 正直: "コンクリートの圧縮変形特性に与える載荷速度の影響に関する基礎的研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. 34. 1-4 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 平岩 陸: "コンクリートの破壊性状と微細構造の関係に関する解析的研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. 34. 5-8 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 谷川 恭雄: "コンクリートの破壊性状に与える微粒子の影響に関するモデル解析" セメントコンクリートの反応モデル解析に関するシンポジウム論文報告集. (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 荒井 正直: "高速圧縮荷重を受けるコンクリートの力学特性に関する解析的研究" コンクリート工学年次論文報告集. (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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