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岩石・コンクリート・セラミックスの破壊におけるプロセスゾーンの理論的・実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 63550331
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 土木構造
研究機関東京大学

研究代表者

堀井 秀之  東京大学, 工学部, 助教授 (10181520)

研究期間 (年度) 1988
研究課題ステータス 完了 (1988年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1988年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード破壊力等 / フラクチャープロセスゾーン
研究概要

岩石・コンクリート・セラミックスの破壊現象を力学的に取扱うためには、巨視クラック先端に存在するフラクチャープロセスゾーンの力学モデルを構築することが必要である。本研究の目的はこれらの材料における破壊のメカニズムを解明し、破壊現象を説明、予測しうる力学モデルの確立およびその妥当性の実験的検証を行うことである。
まずフラクチャープロセスゾーンをDugdale型モデルによりモデル化し、支配的要因と考えられるクラック先端近傍の応力分布形のみを評価する簡便なモデルを提案した。
次に、くさび載荷型供試体の破壊実験をモルタルとコンクリートについて行い、巨視クラックが安定に成長する供試体表面における変位をレーザースペックル法により測定することにより、巨視クラックの長さを求めた。レーザースペックル法による測定誤差は、1〜2μmであった。載荷点変位が増大するに従い荷重が増大し、巨視クラックが発生・成長する。やがて最大荷重を迎え、荷重は徐々に減少する。裸眠でクラックを発見できるのは最大荷重付近で、ノッチ先端の開口変位が50μm程度になってからであり、このときの巨視クラックの長さは5〜7cmであった。
モルタルとコンクリートでは、引張強度・最大荷重がほぼ等しいにもかかわらず、最大荷重におけるノッチ先端の開口変位、巨視クラックの長さは大きく異なっていた。その原因は引張軟化特性の違いにある。
得られた荷重とクラック長の関係を簡便モデルによる予測と比較した。両者は良好な一致を示しており、簡便モデルによる破壊現象の予測、例えば最大荷重の予測の有効性が示された。用いたDugdale型モデルは主に巨視クラック面における骨材等による応力伝達をモデル化したものであり、モデルによる予測が実験結果と一致するということは、破壊の主要メカニズムがそのブリッジングであることを示唆している。

報告書

(1件)
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] San-Xia,Gong;H.Horii: Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 37. 27-46 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Horii: Proceedings of First Joint Japan/U.S.Symposium on Boundary Element Methods. 1. 129-138 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Horii: Proceedings of France-U.S.Workshop on Strain Localization and Size Effect Due to Cracking and Damage. 1. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Horii: Proceeding of Int. Workshop on Fracture Toughness and Fracture rergy-Test Methods for concrete and rock. 1. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 堀井秀之: 構造工学論文集. 35A. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 一宮利通,堀井秀之: 構造工学論文集. 36A. (1990)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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