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栃木県大谷町では、昔大谷石が採掘されて放置された空洞が崩壊し、それが地表面まで達した陥没事故が多発している。長い間安定を保持していた空洞が突如崩壊する原因として、残柱のクリープ破壊に注目し、大谷石のクリープ特性に関する研究が進められた。
現在までに41個の大谷石の供試体についてクリープ実験が遂行されクリープ過程における最小ひずみ速度(εmin)と破壊時間(t_f)の間に反比例の関係が成立することが確認され、大谷石については次式で表されるものと結論付けた。
ε^^・_<min>・t_f=1.8×10^<-3>(%)
将来クリープ破壊が予想される地盤・岩盤の変形挙動を経時的に観測し、その変形速度を抽出して最小ひずみ速度を判定することができればこの式により、その時点で破壊時間を予測することができる。しかし、クリープ特性は材料の僅かな違いにより大きく変動するもので、上式を適用したとしても個々のケースで予測値が大きくバラツクことも確認された。
そこで、個々のケース毎にそのクリープ挙動を観察しながら、破壊時間を予測する方法について考察を進めた。一つは、国鉄技研の斉藤が鉄道斜面の地滑り発生時間を予測した方法を適用してみたが、破壊時間間際では精度良く予測できるが、予測時期を早くして行くと精度が悪くなることが分かった。もう一つは、クリープ破壊曲線を次式のような関数で近似して、そのパラメータをクリープ過程の刻々のひずみ値から決めて行く方法である。
((t_f)/t)^P-((ε_1)/ε)^n=1
この方法はパラメータの決定に難があるが、早い段階で予測することが可能であり、種々パラメトリックスタデイした結果、一工夫すれば有効な手法であるとの感触を得ることができた。
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