| 研究概要 |
地盤の滑り面の進展方向を任意の方向に進展させることを可能にするため,通常の有限要素法では,常識的に仮定されていた要素内の変位の連続性を仮定せず,要素内に変位,すなわち,変位の不連続を組み込むことにより,リメッシュが不要な,多軸荷重下での拡張有限要素法(X-FEM)の手法を,新たに弾塑性体としての地盤材料にも適用可能なように改良した不連続有限要素法の開発を行うことが本研究の主な目的である.その場合,地盤の滑り現象は,特に圧縮応力場において生じることから,X-FEMを使用して,精度の良い解を得るためには,まず圧縮応力場におけるモードII型の滑り破壊の亀裂先端お近傍の応力場の特性を解明する必要がある.しかしながら,弾塑性体内を亀裂がモードII型で進展する際の亀裂端近傍の応力,ひずみや変位の特異性の理論的解は殆ど知られていない.弾塑性体内を亀裂が進展する場合,亀裂面先端近傍では,負荷状態,その後方では除荷状態,そして亀裂面先端近傍上では再負荷状態をとるなど,応力,ひずみなどは非常に複雑になるからである.そこで,今年度は,特に,線形硬化するドラッカープラガー弾塑性体の亀裂先端近傍応力場の漸近展開による特異解による解を求めることにより,弾塑性体内の亀裂先端近傍の応力や変位の特異性の研究を行った.一方,圧縮応力場にある亀裂ないし滑り面の場合は,変位不連続面上に摩擦力が発生するが,X-FEMでは,不連続面を含む要素節点での等価節点力が陽に表わせないため,汎用されている等価節点力を用いて,固着状態,滑り状態,開き状態などを判定する接触問題の解法は適用できない.そこで,本年度では,接触面の滑り状態では,表面力はクーロンの摩擦則に従うように,表面力と不連続変位の関係が完全弾塑性体挙動する弾塑性体と仮定し,リターンマップ手法による陰解法解析のプログラムの開発を行った.
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