不連続な地盤材料の力学の体系化に関する研究

1991 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 02302062
• 研究種目: 総合研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基礎・土質工学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 小田 匡貴 埼玉大学, 工学部, 教授 (90008855)
• 研究分担者: 石塚 与志雄 清水建設株式会社, 技術研究所, 主任研究員 ; 岩下 和義 埼玉大学, 工学部, 講師 (40203377) ; 山辺 正 埼玉大学, 工学部, 助教授 (40125894) ; 岸野 佑次 東北大学, 工学部, 助教授 (00005448) ; 龍岡 文夫 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70111565) ; TANAKA T. Meiji UNI., Agricul. ENG., Professor (70167500) ; KYOYA T. Nagoya UNI., Civil ENG., Assistant (00186347)
• 研究期間 (年度): 1990 – 1991
• キーワード: すべり面 / 歪軟化 / 歪の局所地 / 地質不連続面 / 等価連続体 / 支持力 / 数値解析

研究概要

この研究は、不連続面発生の微視的メカニズムの解明、歪みの局所化理論の適用性、不連続面の効果を表現する数値モデルの開発、等価連続体近似法の開発を目的に、平成2、3年度に行われたものである。研究成果を要約すれば、以下の通りである。
1)龍岡は、砂の平面歪実験にレ-ザ-スペックルによる微小歪み計測法を適用し、歪みの局所化のプロセスを究明した。滑り面の幅は粒径の10〜15倍となること、局所化はピ-ク荷重以前から始まること、滑り面の方向は異方性、拘束応力の影響を強く受けること等が明らかにされた。また、帯び基礎の極限支持力に及ぼす滑り面幅の効果を実験から具体的に明らかし、特に、支持力係数の寸法効果を遠心載荷法により決めることの危険性について指適した。
2)小田は、砂、粘土にみられる滑り面の顕微鏡観察から、滑り面の粒子構造を明らかにし、またその形成に偶応力の重要性を確認した。従来のバイファケ-ション理論と観察結果との関連性につても言及している。
3)田中は、滑り面の形成に伴う土の軟化に注目し、FEM数値解析に軟化現象を取り込んだプログラムを開発し、極限支持力の寸法効果など、従来困難とされた分野の解析を手掛け、その評価に成功した。
4)岸野、岩下は、粒状体の数値シミュレ-ションを行い、巨視的滑り面の形成機構や軟化特性について微視的観点から重要な知見を得た。現在、解析モデルの三次元化に取り組んでいて、より実粒状体に近い数値解析が可能となるものと期待される。
5)小田、山辺、石塚、京谷は協力して、不連続性岩盤の連続体近似法を研究した。特に、コッセラ弾性体、ダメ-ジメカニックス、破壊力学等を検討し、実務への適用性や限界について一応の結論を得た。

研究成果

• [文献書誌] M.Oda,T.Yamabe,Y.Ishizuka et al.: "Elastic Stress and Strain in Jointed Rock Masses by Means of Crack Tensor Analysis" Rock Mechanics and Rock Engineering. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Oda: "Inherent and Induced Anisotropy in Plasticity Theory of Granular Soils" Mechanics of Materials. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Yamabe,M.Oda,Y.Ishizuka et al.: "Effect of Anisotropy on Three-Dimensional Excaration Analysis of Jointed Rock Masses by Crack Thensor Theory" Proc.of Int. Conf.on Numerical Method in Geomechanics. 643-645 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Yamabe,M.Oda: "Non-linear Elastic Stress,Strain and Coupled Feuid Flow Analysis of Anisotropic Rock Masses" Symp.on Assessment and Prevention of Failure Phenomena in Rock Engineering. (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] F.Tatsuoka,M.Okahara,T.Tanaka: "Progressive Failure and Particle Size Effect in Bearing Capacity of Footing on sand" Proc.of the ASCE Geotech.Eng.Congress 1991,Geotechnical Special publication. 788-802 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 田中 忠次,酒井 俊典: "有限要素解析による進行性破壊とスケ-ル効果の検討ー砂地盤におけるトラップドア問題の研究ー" 農業土木学会論文集. 1309-1312 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 田中 忠次: "剪断帯を伴うひずみ軟化構成モデルと有限要素法による地盤の支持力解析" 農業土木学会論文集. 83-88 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 仲沢 武志,岸野 佑次,佐武 正雄: "微視クラックのテンソル表現による解析とその応用" 土木学会論文集. Iー16. 119-126 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 土倉 泰,岸野 佑次,佐武 正雄: "粒状要素法による粒状体の3次元変形機構の解析" 土木学会論文集. IIIー16. 111-120 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Meguro,K.Iwashita,M.Hakuno.: "Fracture Analyses of Media Composed of Irregularly Shaped Regions by the Extended Distinct Element Method" Structure Eng/Earthquake Eng.8(3). 37-48 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Oda, M., Yamabe, T. and Ishizuka, Y.: "Elastic stress and strain in jointed rock masses by means of crack tensor analysis." Rock Mechanics and Rock Engineering. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Oda, M.: "Inherent and induced anisotropy in plasticity theory of granular soils." Mechanics of Materials. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yamabe, T., Oda, M. and Ishizuka, Y.: "Effect of anisotropy on three dimensional excavation analysis of jointed rock masses by crack tensor theory." Proc. of Int. Conf. on Numerical Method in Geomechanics. 643-645 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yamabe, T. and Oda, M.: "Non-linear elastic stress, strain and coupled fluid flow analysis of anisotropic rock masses." Symp. on Assessement and Prevention of Failure Phenomena in Rock. (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tatsuoka, F., Okahara, M. and Tanaka, T.: "Progressive failure and particle size effect in bearing capacity of footing on sand." Proc. of the ASCE Geotech. Eng. Congress Geotechnical Special Publication. 788-802 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tanaka, T. and Sakai, T.: "Analysis of progressive failure and scale effect using finite element analysis - Trap-door problem with dry sand -" 1309-1312. (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tanaka, T.: "Elastoplastic constitutive model for softening with localization and finite element for limit analysis of footing" Trans. of JSIDRE. 83-88 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nakazawa, T., Kishino, Y. and Satake, M.: "Treatment of microcrack in tensor form and its application." Proc. of ASCE. No. 431. 119-126 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tsuchikura, T., Kishino, Y. and Satake, M.: "Granular element analysis of three-dimensional deformation mechanism of granular materials" Proc. of ASCE. No. 436. 111-120 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Meguro, K., Iwashita, K. and Hakuno, M.: "Fracture analysis of media composed of irregularly shaped region by the extended distinct method." Structure Eng. /Earthquake Eng.(3). 37-48 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より