| 研究概要 |
最初に花崗岩などに見られるような潜在き裂の分布が異方性を示すような材料を対象にしてそのき裂の進展挙動を数値解析により検討した.そしてき裂の干渉問題における最も基本的な問題として主き裂近傍に1本の干渉き裂が存在する場合を実験的および数値解析的に考察した.その結果次のような有用な知見を得た.
1.異方性材料の解析において,載荷状態が開口型であるようなモデルは,従来の摂動解析解と一致した.これにより解析解のない開口型とせん断型の混合荷重を受けるようなモデルに拡張して検討した.その結果,異方性軸方向の違いによるき裂の進展方向の違いやき裂進展の助長効果や抑制効果が明らかになった.
2.き裂の干渉問題を扱った基礎的研究においては数値解析により得られた,き裂折れ曲がり時におけるエネルギ解放率に対しての最大エネルギ解放率最大のクライテリオンを適用することにより得られるき裂進展時の荷重は実験結果をよく説明していた.この研究により得られた成果を列挙すると
(1)き裂折れ曲がり挙動について,折れ曲がり角度は実験結果と数値解析では若干異なる場合があったが,干渉き裂に誘導されるように(干渉き裂の方向に)折れ曲がって進む挙動は明確に一致していた.
(2)主き裂が進展しないで,干渉き裂から破壊き裂が現れるような現象,いわゆる飛び移り現象が数値解析において実験結果においても確認された.
(3)実験においては視覚的に十分観察できるようにゆっくり,爪の先のようなき裂先端形状をもって進む挙動やき裂が進むことにより,それまで以上に大きな荷重がいるような現象をとらえることができた.
以上の成果により,これまで解析例のない多数のき裂の干渉問題等の解析が可能となるだけでなく,岩石内の複雑なき裂の進展経路の説明が可能になり,き裂進展におけるさらに複雑な挙動の解明が期待される.
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