• 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

拡張有限要素法(X-FEM)を用いた亀裂進展解析による土木材料の破壊現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16360226
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 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関金沢大学

研究代表者

矢富 盟祥  金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (90135541)

研究分担者 鱸 洋一  五大開発株式会社, 技術研究所, 研究員
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード拡張有限要素法 / 破壊力学 / 亀裂進展 / 圧縮荷重 / 摩擦 / 弾塑性体 / 陰解法 / リターンマップ / 破壊進展 / せん断帯 / 有限変形理論 / 乗法分解 / Cam-clayモデル / X-FEM / ニュートン・ラフソン法 / 亀裂 / 不連続面 / 接触問題 / クーロンの摩擦則
研究概要

本研究では,従来破壊力学における有限要素法では,亀裂は要素辺上に設定されていたが,それでは亀裂の進展方向が要素辺の方向に限定されてしまうため任意方向に折れ曲がる亀裂の進展解析は不可能であった.そこで本研究では,亀裂を要素辺でなく要素内に任意方向進展可能な,弾塑性体にも有効な拡張有限要素法(X-FEM)手法を新たに提案した.また本論文の解析目的である地滑り現象などの土木材料の破壊現象のひとつである地盤内の滑り面は,圧縮荷重下で生じるため,亀裂面上に摩擦力が発生する亀裂進展現象となる.ところがX-FEMでは,節点外力が陽な形で求まらないため,汎用されている節点外力による摩擦の判定は不可能となる.そこで,地盤をDrucker-Prager弾塑性体と仮定し,亀裂面に発生する摩擦力にはクーロン摩擦を模擬した弾完全塑性体モデルを採用した新たな拡張有限要素法を開発した.種々の本解析結果を理論および従来の有限要素法解析による結果と比較検討し,本X-FEMの解析手法は,物体が弾塑性体の場合でも非常に精度の良いものであることが確認できた.物体が弾塑性体の場合への拡張有限要素法への応用は,世界でも初めてのことでもあり,特に,亀裂面上に発生する摩擦問題と物体の弾塑性問題が全く同一な陰解法リターンマップ手法による弾塑性解析を行なったことによるアルゴリズムの整合性および計算時間が早く精度の良い,本X-FEM解析手法は非常に独創的かつ画期的なものとなった.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (22件)

  • [雑誌論文] The Development of the Extended Finite Element Method targeting Disaster Prevention, as well as Earthquake and Slope Disintegration Prediction2006

    • 著者名/発表者名
      Chikayoshi YATOMI, Bingai LI
    • 雑誌名

      Past and Future Environments of Pan-Japan Sea Region (Maruzen, Co.,Ltd.)

      ページ: 338-352

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Development of the Extended Finite Element targeting Disaster Prevention, as well as Earthquake and Slope Disintegration Prediction2006

    • 著者名/発表者名
      Chikayoshi YATOMI, Li Bingqi
    • 雑誌名

      "Past and Future Environments of Pan-Japan Sea Region" Maruzen, Co., L td.

      ページ: 338-352

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on a Decision Support System for Large--Scale Shopping Centre Location Planning Using a Multi-Agent System2006

    • 著者名/発表者名
      ZJ.Shen, M.Kawakami, P.Chen
    • 雑誌名

      Progress in Design & Decision Support Systems in Architecture and Urban Planning, Eindhoven : Eindhoven University of Technology. ISBN-1090-386-1756-9

      ページ: 169-184

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Decision Support System for District Planning in Public Participation--A case study in Kanazawa City, Japan2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kawakami, ZJ.Shen.
    • 雑誌名

      Progress in Design & Decision Support Systems in Architecture and Urban Planning, Eindhoven : Eindhoven University of Technology. ISBN-1090-386-1756-9

      ページ: 203-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Development and Application of MAS for Impact Analysis of Large-scale Shopping Center Development2006

    • 著者名/発表者名
      Chen P., Shen ZJ, Kawakami M.
    • 雑誌名

      Journal of the city planning institute of Japan

      ページ: 271-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Drvelopment of the Extended Finite Element Method targeting Disaster Prevention, as well as Earthquake and Slope Disintegration Prediction2006

    • 著者名/発表者名
      Chikayoshi YATOMI, Bingqi LI
    • 雑誌名

      "Past and Future Environments of Pan-Japan Sea Region" Maruzen, Co., Ltd.

      ページ: 338-352

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 陰解法リタ-ンマップ手法を用いた圧縮荷重下における亀裂先端近傍応力場の弾塑性X-FEM解析2005

    • 著者名/発表者名
      李 柄奇, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集,土木学会 8

      ページ: 461-470

    • NAID

      130004258312

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 土/水連成陰解法計算アルゴリズムを用いたカクムレイ塑性体内き裂先端近傍応力場に有限要素解析2005

    • 著者名/発表者名
      鱸 洋一, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集,土木学会 8

      ページ: 597-506

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] X-FEM analysis of stress fields near a crack tip under compressive loads using the implicit return mapping algorithm in an elastic-plastic material2005

    • 著者名/発表者名
      Li Bingqi, Chikayoshi YATOMI
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.8

      ページ: 461-470

    • NAID

      130004258312

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Finite element analysis stress fields near a Crack tip in Cam-Clay Plasticity using implicit Soil/water coupling elastic-plastic calculation algorithm2005

    • 著者名/発表者名
      Y.SUZIKI and, C.YATOMI
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.8

      ページ: 597-606

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] STUDY ON SPATIAL MICRO SIMULATION OF LAND USE FORMULATION IN BUILT-UP AREA AFTER LAND READJUSTMENT PROJECT USING CA (CUPUM, London)2005

    • 著者名/発表者名
      ZJ.Shen, M.Kawakami.
    • 雑誌名

      Proc. of the 9th Conference on Computers in Urban Planning and Urban Management Conference (in CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 土/水連成陰解法計算アルゴリズムを用いたカクムレイ塑性体内き裂先端近傍応力場に有限要素解析2005

    • 著者名/発表者名
      鱸洋一, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集・土木学会 Vol.8

      ページ: 497-506

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 陰解法リターンマップ手法を用いた圧縮荷重下における亀裂先端近傍応力場の弾塑性X-FEM解析2005

    • 著者名/発表者名
      李 炳奇, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集・土木学会 Vol.8

      ページ: 461-470

    • NAID

      130004258312

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 陰解法弾塑性アルゴリズムを用いた圧縮荷重下に存在するき裂先端近傍応力場の有限要素解析2004

    • 著者名/発表者名
      鱸洋一, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集,土木学会 7

      ページ: 597-605

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 圧縮荷重下における亀裂進展時のエネルギ解放率のX-FEM解析2004

    • 著者名/発表者名
      李 柄奇, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集,土木学会 7

      ページ: 643-653

    • NAID

      130004091628

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Finite element analysis of stress fields near a Crack tip under compressive loads using elastic-Plastic calculation algorithm2004

    • 著者名/発表者名
      Yoichi SUZUKI and, C. YATOMI
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.7

      ページ: 597-606

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Energy release rate analisis of crack extension under compressive loads by the X-FEM2004

    • 著者名/発表者名
      Li Bingqi, Chikayoshi YATOMI
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.7

      ページ: 643-653

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Visualization of Usable Building Space According to Planning Permission Ordinances for Public Participation in District Plan in Japan2004

    • 著者名/発表者名
      Shen ZJ, Kawakami M.
    • 雑誌名

      Recent Advances in Design & Decision Support Systems in Architecture and Urban Planning, Dordrecht : Kluwer Academic Publishers ISBN 1-4020-2408-8

      ページ: 85-98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 陰解法弾塑性アルゴリズムを用いた圧縮荷重下に存在するき裂先端近傍応力場の有限要素解析2004

    • 著者名/発表者名
      鱸洋一, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集・土木学会 Vol.7

      ページ: 597-605

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 圧縮荷重下における亀裂進展時のエネルギ解放率のX-FEM解析2004

    • 著者名/発表者名
      李 炳奇, 矢富盟祥
    • 雑誌名

      応用力学論文集・土木学会 Vol.7

      ページ: 643-653

    • NAID

      130004091628

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Geo-simulation model using C.A. for visualization of formative years of land use in urban partitions

    • 著者名/発表者名
      ZJ., Shen, M., Kawakami, I., Kawamura.
    • 雑誌名

      The Second ICA Workshop on Geospatial Analysis and Modeling-Spatial Structure and Dynamics of Urban Environments-, Athens, GA, USA (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Visualization of Townscape Rules Using VRML for Public Involvement

    • 著者名/発表者名
      Shen ZJ, Kawakami M.
    • 雑誌名

      Journal of Asian Architecture and Building Engineering Vol.6-1 (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

URL: 

公開日: 2004-04-01   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