ピークおよび残留強度における岩石の有効応力係数

• 研究課題/領域番号: 26420840
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 藤井 義明 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70192309)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 岩石 / 有効応力係数 / ピーク強度 / 残留強度 / 有限要素法 / ピーク応力 / MFEM / 多段階三軸圧縮試験

研究成果の概要

改良破壊包絡線法を開発し、いくつかの岩石について適用した。同方法は、岩石の三軸圧縮試験結果から、有効応力に基づくピーク・残留強度条件式を矛盾なく表すことのできる、有効応力に依存した有効応力係数を逆算する手法であり、従来の破壊包絡線法と比べると、破壊条件式の仮定や試行錯誤が不要という利点を有する。
求めた有効応力係数は、全応力と間隙水圧の関数として定式化し、有限要素法に実装した。岩盤中に掘削された略円形の空洞周辺の有効応力と改良破壊接近度を解析し、有効応力係数の有効応力依存性を考慮することにより、破壊接近度を、より正確に評価することができることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] A New Approach to Evaluate Effective Stress Coefficient for Strength in Kimachi Sandstone (2015)
  • 著者名/発表者名: Dassanayake, A.B.N., Fujii, Y., Fukuda, D. and Kodama, J.
  • 雑誌名: J. Petrol. Sci. Engng. 巻: 131 ページ: 70-79
  • DOI: 10.1016/j.petrol.2015.04.015
  • NAID: 120006313407
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Formulation and Implementation of Effective Stress Coefficient of Rock to FEM (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujii, Y., Dassanayake, A., Alam, A.K.M.B., Fukuda, D.
  • 学会等名: 平成28年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
• [学会発表] Significant Differences in Effective Stress Coefficient for Rocks within Elastic Region and Peak and Residual Strengths (2014)
  • 著者名/発表者名: Dassanayake, A. B. N., Fujii, Y., Fukuda, D. and Kodama, J.
  • 学会等名: ARMS8
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] 岩石のピーク応力と残留強度における有効応力係数の値とそれらの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井義明・Dassanayake Anjula・福田大祐・児玉淳一
  • 学会等名: 資源・素材2014（熊本）
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-17
• [学会発表] Biot’s Effective Stress Coefficient of Rocks for Peak and Residual Strengths by Modified Failure Envelope Metho (2014)
  • 著者名/発表者名: Dassanayake, A. B. N. and Fujii, Y.
  • 学会等名: EUROCK 2014
  • 発表場所: Vigo, Spain
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-29