• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

個別要素法による数値要素試験のためのデジタル標準砂の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14750409
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 地盤工学
研究機関筑波大学

研究代表者

松島 亘志  筑波大学, 機能工学系, 助教授 (60251625)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード個別要素法 / DEM / 標準砂 / SPring-8 / マイクロX線CT / 単純せん断 / 三軸圧縮試験 / 中空ねじりせん断試験 / 不規則形状粒子 / 中空ねじり試験
研究概要

本研究は、砂のような粒状体の直接数値計算法である個別要素法(Discrete Element Method ; DEM)において、複雑な不規則粒子形状を直接モデル化(イメージベースモデリング)して計算する手法を確立し、その定量評価を行うこと、および地盤工学の分野で共通に用いられている標準砂の3次元粒子形状モデルのカタログを作成し、それを多くの研究者の間で共有化・標準化することで、この分野での研究の発展に寄与することを目的としている。本年度の研究成果を以下に示す。
(1)SPring-8での標準砂3次元形状取得
放射光施設SPring-8におけるマイクロX線CTシステムを利用し、各国の標準砂(豊浦砂、Ottawa砂、Hostun砂、SLB砂)のゆるづめ試験体を撮影した。得られた再構成画像は粒子の大まかな形状を把握するのに十分な解像度を有しており、これ自体非常に重要な成果物である。更に、これらの画像を処理して個々の粒子形状を自動判別するアルゴリズムの開発を行った。これにより粒子の形状のみならず、接触点の情報なども取得可能となり、粒状体の微視構造を研究する上での価値ある基礎データを取得することが可能となった。
(2)不規則形状3次元DEM要素試験と実験結果との定量比較
不規則形状粒子のイメージベースモデリングに基づく3次元DEM単純せん断シミュレーションを行い、中空ねじりせん断試験結果との定量比較が可能であることを示した。
(3)SPring-8での標準砂のマイクロ3軸圧縮試験
イメージベースDEMを更に詳細に検証する目的で、SPring-8において豊浦砂、SLB砂のマイクロ3軸圧縮試験(供試体径:4.3mm、高さ10mm)を行い、せん断に伴う3次元粒子運動の可視化を行った。(4)デジタル標準砂データの公開
今後、得られた粒子形状データ等の検証を行い、webなどで随時公開していく予定である。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] T.Matsushima: "Discrete Element Modeling for Irregularly-shaped Sand Grains"Proc.NUMGE2002 Numerical Methods in Geotechnical Engineering. 239-246 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsushima: "Discrete Element Simulation of an Assembly of Irregularly-Shaped Grains"Proc.16th Engineering Mechanics Conference ASCE. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsuhima: "Detection of 3-D Irregular grain shape of Toyoura sand at SPring-8"Proc.GeoX2003 : X-ray CT for Geomaterials. 121-126 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 松島亘志: "複雑な砂粒子形状の個別要素法モデル化手法の提案"第37回地盤工学研究発表会講演概要集. 357-358 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田研吾: "不規則形状粒子を用いた個別要素法による中空ねじりせん断試験シミュレーション"第38回地盤工学研究発表会. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Matsushima, T. ほか: "Discrete Element Modeling for Irregularly-shaped Sand Grains"Proc.NUMGE2002, Numerical Methods in Geotechnical Engineering. 239-246 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松島亘志ほか: "複雑な砂粒子形状の個別要素法モデル化手法の提案"第37回地盤工学研究発表会概要集. 357-358 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

URL: 

公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi