研究課題
基盤研究(C)
講造物の性能設計への移行に伴い、構造物を支える地盤の変形・破壊解析の重要性も一層高まっている。地盤を連,続体として解析する場合、その信頼性の鍵を握るのが材料の構成モデル(応力-ひずみ関係)である。本研究は、多種多様な地盤材料も、微視的に見ると「土粒子の集まり」であることから、その土粒子の運動やカのやりとりをべースとした汎用的な構成モデル、いわゆる粒状体のマイクロメカニックス構成モデルを開発することを目的とした。そして、様々な材料、様々な載荷条件に対して定量評価が可能であることを検証するために、放射光施設であるSPring-8におけるマイクロX線CTを用いた地盤材料実験を行い、巨視的な力学挙動のみならず、微視的な土粒子挙動も併せて検討するツールの開発を行った。得られた成果は以下のとおりである。(1)粒状体の微視力学構成モデルの提案既往のマイクロX線CT等で観察された「粒子の柱構造の座屈現象」を、新たに組み込んだ構成モデルを開発した。その結果、座屈を制御するパラメータを変化させることで、粒状体の様々な力学応答が統一的に再現できることが確認された。さらに、本モデルに不規則粒子形状が粒状体のせん断強度に及ぼす影響を、物理的に明快に取り込む手法についての基礎的検討を行った。(2)マイクロX線CT実験結果のデータ処理手法の開発様々な砂のマイクロ3軸圧縮試験および1軸圧縮試験のX線CTデータの自動処理を行う手法を開発した。データは、試験体の3次元粒子構造情報が、変形と共に変化していく膨大な情報であり、粒子形状が不規則であるために、これまで個々の粒子の3次元運動追跡が困難であったものである。また、粒子破砕に関する新たな実験も行った。今後は、本手法で得られる粒子運動に関する観察結果と、(1)の構成モデルの応答結果を比較する作業行う予定である。
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すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件)
Journal of Aerospace Engineering, ASCE (未定)(登載決定)
Earth & Space 2008 (未定)(登載決定)
Earth & Space
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Journal of Aerospace Engineering
