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不連続面の力学的不安定化と破壊伝播に関する理論・数値解析

研究課題

研究課題/領域番号 17760391
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 地盤工学
研究機関神戸大学

研究代表者

上西 幸司  神戸大学, 都市安全研究センター, 助教授 (60311776)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード不連続面のすべり / 地震のモデル / 斜面崩壊 / トンネル崩落 / 界面不安定現象 / 変分法 / 非線形すべり軟化則 / 三次元不連続面の安定性
研究概要

地震や斜面崩壊などの自然・人的災害の多くは、地質学的不連続面の破壊(力学的不安定現象)により引き起こされると考えられているが、その物理的性質については未だ不明な点が多い。特にすべりが比較的安定な準静的成長段階から動的状態へと遷移する過程に関する研究は、世界的にみても未だ初期段階、着手段階であり、解明すべき問題が多い。本研究では、不均一な静的応力を受け、異種材料間に位置する三次元不連続面の不安定化ならびに破壊伝播について、理論、数値解析を通して考察を行った。特に、エネルギ変分法に基づいた解析を進め、三次元的に広がる不連続面のすべり安定性を評価し、不連続面強度がすべり量に非線形に依存する、いわゆる非線形すべり弱化則に従う場合の不安定現象について考察を行った。従来のすべりや亀裂の問題に関する理論解析の多くは、特異積分で表された力学的平衡条件式をそのままの形で解こうとするため、特にすべり領域端において解析が煩雑となるが、今回行ったように系全体のエネルギのバランスを考え、その安定条件(変分)を評価すれば、特異積分を直接評価する手間を省略することができる。その結果として、非線形すべり弱化則に従う三次元不連続面の安定性という複雑な問題も比較的容易に解析可能となった。本研究の結果、三次元不安定問題における臨界領域の大きさは不連続面を二次元的に取り扱う場合とオーダー的には同じものとなることが明らかになった。得られた結果(すべり領域の臨界条件)は至極簡単な数式で表されており、各種計測現場などでもすぐに適用可能である。研究成果は、計算力学に関する欧州会議などで報告されたが、地震時に解放される力学的エネルギを定量的に評価する上で今後非常に重要になるものと思われる。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (18件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] On the Horizontal Particle Motions Induced by Love waves2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Report of the Research center for Urban Safety and Security, Kobe University Vol.10

      ページ: 47-58

    • NAID

      110006194980

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Rupture Instability of a Displacement-Softening Interface under Nonuniform Loading2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the III European Conference on Computational Mechanics : Solids, Structures and Coupled Problems in Engineering

      ページ: 16-16

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Supershear Rupture Propagation in Homogeneous, Monolithic Media : Experimental Observations2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Eos Trans. AGU 87(52)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Source Dynamics of Shallow Dip-Slip Earthquakes : The Corner Effect2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Geoscience Union Meeting 2006

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic Rupture Propagation in Thin Fluid Film2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 Seismological Society of Japan Fall Meeting

      ページ: 109-109

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Horizontal Vibrations Induced by Surface Waves2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedinifs of the Annual Conference of Civil Engineers '06, The Japan Society of Civil Engineers Kansai Chapter

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Mechanical Behavior of Dual Tunnels Subjected to Vertical Oscillations2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 Japan Society of Civil Engineers Annual Meeting

      ページ: 3-17

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Mechanics of Spall Fracture in Rock and Concrete2006

    • 著者名/発表者名
      H.P.Rossmanith
    • 雑誌名

      Fragblast 10(3-4)

      ページ: 111-162

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On Size and Boundary Effects in Scaled Model Blasts - Fractures and Fragmentation Patterns2006

    • 著者名/発表者名
      H.P.Rossmanith
    • 雑誌名

      Fragblast 10(3-4)

      ページ: 163-211

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Effect of Rayleigh Surface Waves on Slope Stabilities2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Report of the Research Center for Urban Safety and Security, Kobe University Vol.9

      ページ: 41-52

    • NAID

      110004581518

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Breaking Dip-Slip Fault : Its Dynamics and Generation of Corner Waves2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Eos Trans.AGU 86(52)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crack Propagation in Hyperelastic Media and Its Implications to Fast Fault Rupture2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2005 Seismological Society of Japan Fall Meeting

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Shallow Dip-Slip Earthquake : Its Dynamics and Generation of Corner Waves2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2005 Seismological Society of Japan Fall Meeting

    • NAID

      120006634697

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Dynamic Effect of Surface Waves on Slope Stabilities2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2005 Japan Society of Civil Engineers Annual Meeting

      ページ: 347-348

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Mechanics of Spalling and Scabbing in Concrete and Rock - A Reconsideration2005

    • 著者名/発表者名
      H.P.Rossmanith
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th Kumamoto International Workshop on Fracture, Acoustic Emission and NDE in Concrete

      ページ: 5-5

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Understanding Size and Boundary Effects in Scaled Model Blasts - Plane Problems2005

    • 著者名/発表者名
      H.P.Rossmanith
    • 雑誌名

      Fragblast 9(2)

      ページ: 93-125

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] On Size and Boundary Effects in Scaled Model Blasts - Spatial Problems2005

    • 著者名/発表者名
      H.P.Rossmanith
    • 雑誌名

      Fragblast 9(3)

      ページ: 139-174

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 新潟県中越地震について思うこと-内陸直下型地震は波長の短い衝撃的な地震波を伴うか?-2005

    • 著者名/発表者名
      櫻井春輔
    • 雑誌名

      土木学会誌 90(6)

      ページ: 48-51

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 地盤工学用語辞典2006

    • 著者名/発表者名
      地盤工学会
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      地盤工学会
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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