任意形状を有する岩盤ブロックからなる岩盤斜面の崩壊メカニズムに関する研究

• 研究課題/領域番号: 08680492
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 自然災害科学
• 研究機関: 大分工業高等専門学校
• 研究代表者: 相川 明 大分工業高等専門学校, 土木工学科, 助教授 (40192827)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円); 1998年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 不連続体の破壊進展挙動 / 不連続体の動的破壊挙動 / 岩盤の転倒破壊(トップリング) / 岩盤のすべり破壊 / 底面摩擦模型実験 / 傾斜台模型実験 / 遠心戴荷模型実験 / 不連続変形法(DDA) / 不連続性岩盤斜面 / 遠心載荷模型実験 / 転倒破壊(トップリング) / すべり破壊 / 形状評価 / スペクトル解析 / マニフォルドメゾッド(MM) / フラクタル解析 / マニフォルドナソッド(MM) / 転倒破壊(トンプリング)

研究概要

本研究は、岩盤斜面を任意形状を有する剛体ブロックの集合体と仮定し,不連続変形法解析に模型実験を併用して,ブロック形状と相対的大きさによる挙動の差異を解析的および実験的に検討した.(1)斜面上の矩形ブロックの崩壊モードの発生条件を理論的に求め,不連続変形法解析,底面摩擦模型実験により妥当性を検証した.(2)重心からの乖離度をパラメータとして導入し、理論を任意形状拡張し、破壊発生後の破壊モードの遷移現象について解析的に挙動を確認した.(3)ブロックの相対的寸法と崩壊の到達距離の関連性について模型実験的に検討した.(4)剛体ブロックの集合体の1個に微小変位を加え,周辺ブロックのインターロッキングの発生と局所的なダイレーションの増加を調べることにより,ブロックの相対的寸法と破壊進展動および変形性能との関係を調べた.ブロックの大きさが相対的に小さくなるにつれて,不連続面の総量が増えることから,応力が面を介して広い範囲に一様伝達されることが明らかとなった.変形に対する追従性も大きくなり,不連続体でありながらも連続的な挙動が見られた.(5)崩壊実験のために、 底面摩擦模型実験装置,傾斜台模型実験装置、遠心戴荷模型実験装置を新たに開発作成した.(6)砕石ブロックの形状と大きさを測定し,CADと画像解析を用いて定量化した。(7)任意形状からなるブロック集合体の動的な破壊進展挙動について調べ,集合体内の間隙量が崩壊形態に大きく関与することが明らかとなった。(8)現場での岩盤挙動のモニタリングにおいて多くのノイズ成分を含む計測データより正確な岩盤挙動を把握する方法について新たに提案し,その適用性について検討した。

研究成果

• [文献書誌] Aikawa,A,: "The sliding toppling failure motions with an arbitrarily-shaped polygonal rigid block on an inclined plane"Korea-Japan joint symposium on rock engineering. 36. 451-456 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明・大西有三: "多角形剛体ブロックのすべりと転倒複合破壊に関する破壊発生後の挙動"第2回地盤環境保全に関する日中フォーラム論文集. 446-447 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明・辛島義一: "LANによる遠隔操作および連続観測可能な小型遠心力模型実験装置の開発"日中専門家による地盤工学の技術と将来に関する技術交流会論文概要集. 52-53 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明: "DDAの簡単な適用事例報告"Manifold Method実用化研究会. 9. 31-44 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明: "岩石ブロックの転倒・すべり・崩落機構に関する基礎的研究"自然災害西部地区部会報・論文集. 21. 147-153 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明: "LANを有効利用した遠心模型実験装置の開発と学生実験への適用"自然災害西部地区部会報・論文集. 24(印刷中). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Aikawa,A,and Chishaki: "A new remote-contorollable centrifuge apparatus with the capacity for continuous observation a local area network"China-japan Joint Sumposium on Recent Developnent of Thelory and Practice Geotechnology. 99-104 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明: "岩盤挙動監視用センサー類の温度補償に関する研究成果報告書"国立大分高専・(株)ダイヤコンサルタント西日本支社. (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明,真井哲生: "矩形ブロック集合体における不連続面頻度と破壊進展挙動"大分工業高等専門学校研究報告. 36(印刷中).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明・大隈渚: "亀裂を含んだ矩形ブロックモデルの破壊進展挙動について"平成11年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 446-447 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明・辛島義一: "正弦波入力による砕石道床の動的挙動に関する不連続変形法解析"平成11年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 144-145 (20001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明: "岩盤斜面を構成するブロックの大きさと破壊進展挙動の関連性に関する解析的研究"自然災害西部地区部会報・論文集. 24(印刷中). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明: "鉄道砕石道床の地震応答解析のためのバラスト形状測定とモデル化について"自然災害西部地区部会報・論文集. 24(印刷中). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 相川明: "正弦波入力による砕石道床の破壊挙動に関する解析"構造物の破壊過程解明に基づく地震防災性向上に関するシンポジウム論文集. 1(印刷中). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "The sliding and toppling failure motions with an arbitrarily-shaped polygonal rigid block on an inclined plane"Proceedings of the Korea-Japan joint symposium on rock engineering, The Korean Institute of Mineral and Energy Resources Engineers, Seoul, Korea. 451-456 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A. and Ohnishi, Y.: "The Post Failure Motions with a single block on an Inclined Plane as to Simultaneous Sliding and Toppling"Proceeding of International Symposium on Geological Environment of the Thre Gorges Reservoir Area and Second Sin-Japan Strata Environment Mechanics, ISBN7-5020-1377-6/Z4, Shanghai, China. 105-110 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "The Development of a New Centrifugal Model Testing Apparatus with the Capacity for Remote Control and Continuous Observation through the Local Area Network (LAN),"Proceedings of Joint Symposium on Recent Geotechincal Researches and Tchnologies, pp. 52-53, Tonji University and Geotech Association, Shanghai, China. (in Japanese). (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "The Basic Applications for the Geotechincal Problems using the DDA"Manifold Merhod Application Study Group, 9, System Synthesis Research Institute. (in Japanese). 31-44 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A., Etoh, K., Shin, T. and Tsunoue, T.: "Post Failure Motions of an Single Rigid Block on an Inclined Plane as toSliding, Toppling and Rock Falls"Western Regional Division Report of Japan Group for the Study of Natural Disaster, ISSN 0916-3891,. (in Japanese). 147-153 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "Newly Developed Centrifuge and its Application for geotechincal Education"Proceedings of Information Processing Educational Research Committee of National College of Technology, the Ministry of Education. (in Japanese). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.and Chishaki, T.: "A new remote-controllable centrifuge apparatus with the capacity for continuous observation through a local area network"China-Japan Joint Symposium on Recent Development of Theory and Practice in Geotechnology, pp. 99-104, Tonji University and Kyushu Branch of the Japanese Geotechincal Society, Shanghai, China. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "the Research Report about Temperature Compensation of the Sensors for Monitoring the Rock Mass Activity"Oita National College of Technology and DIA Consultants Co., Itd.. (in Japanese). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.and Mai, T.: "An Numerical Study on the Frequency of Didcontinuity and Failure Expansion Process in the Discontinuous Rock Mass"Research Reports of Oita National College of Technology. (in printing). 446-447 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.and Okuma, N.: "The Failure Mode of the Mass of Rectangular Rigid Blocks"Proceedings of the western Branch of Japan Society of Civil Engineers. (in Japanese). 144-145 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.and Karashima, Y.: "Dynamic Activity of the Ballast made with the Crashed Stones by the DDA"Proceedings of the western Branch of Japan Society of Civil Engineers. (in Japanese). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "Modeling and the measurement of the geometric shape of crushied stones for the dynamic deformation analysis of railroad ballast"Western Regional Division Report of Japan Group for the Study of Natural Disaster, ISSN 0916-3891,. (in Japanese). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "Discontinuous deformation analysis on the influence of the frequency of discontinuity upon the failure expansion process of the rectangular blocks"Western Regional Division Report of Japan Group for the Study of Natural Disaster, ISSN 0916-3891,. (in Japanese). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aikawa, A.: "Discontinuous Dynamic Failure Analysis of Railroad Ballast Track System using the DDA"Proceeding of the Symposium on Earthquake Disaster-Prevention based on a Destructive Process of Structure, Japan Society of Civil Engineers. (in printing). (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Aikawa & T.Chishaki: "A new remote-controllable centrituge apparatus with the capacity for continuous obserbation through a local ared network" Poceedings of China-Japan Joint Symposium on Recent Development of Theory & Pracuce in Geotechnology. 99-104 (1997)
• [文献書誌] 相川明,大西有三: "多角形剛体ブロックのすべりと転倒複合破壊に関する破壊発生後の挙動" 第2回日中地盤環境の保全に関する研究交流フォーラム 論文集,ISBN7-5020-1377-6/Z4,煤炭工業出版社. 105-110 (1996)
• [文献書誌] A.Aikawa: "The sliding and tuppling failure motrons with an arbitrarily-shaped polygonal rigrd block on an inclined plane" Proceedings of the Kored-Japan Jornt Symposium on Rock Engineering,ISBN 89-950028-0-8 93550. 451-456 (1996)
• [文献書誌] 相川明 他: "岩石ブロックの転倒・すべり・崩落機構に関する基礎的研究" 自然災害科学研究西部地区部会報論文集. 21. (1997)
• [文献書誌] 相川明: "DDA(Discontinuous Deformation Analysis)の簡単な適用事例報告" 第9回Manifold Method実用化研究会,システム総合研究所. 31-44 (1996)
• [文献書誌] A.Aikawa: "The development of a new centritugal model testing apparatus with the capac tor remote control and continuous observalion through the local area netnark CLAN" 中日専門家による地盤工学の技術と将来に関する技術交流会,上海同済大学. 52-53 (1996)