| 研究概要 |
この研究では,将来の土木材料に用いられる可能性のある複合材料のうち,ランダムあるいは層状の微視構造を有する材料特性の平均挙動と終局強度を推定した.一般に軽量化・高強度化のために,種々の複合材料が考えられているが,積層板や繊維材などはその微視構造が原因と考えられる弱点も含んでいる.ここでは,任意の複合材料と繊維材とを例として,その微視構造による材料異方性が強度にどのように影響するかを検討した.強度に最も影響を及ぼす因子が,微視構造に起因する異方性であることが説明でき,特に積層材の場合の圧縮破壊の際に現われるキンク帯の定性的予測も可能となった.
このような構造材料と共に,地盤や岩盤なども土木材料の主要材料である.このような材料の場合には単純な微視構造ではないため,その終局も含む全体挙動に最も影響を及ぼしていると考えられる要因は,土粒子や離散的なマス分布の存在である。つまり,微視的なマイクロクラックが分散するような岩盤では,非常に大きな土粒子が隙間無く埋め尽くした地盤材料と考えることもできるだろう.このような材料の終局挙動も,上のような積層材料と同様,変形が空間的に局所化することによって破壊メカニズムが発達し,最終状態に至るという履歴が観察されている.このような離散的な影響を,いわゆる非局所理論と呼ばれる構成モデルで表し,そのもとでの終局挙動を算定し,変形の局所化と離散的な要因との関係を検討した結局,不安定に微視構造の粒子性が非常に大きく影響を及ぼし,ある限られた数の粒子だけが不安定になる解が存在することを示すことができた.
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