| 研究課題/領域番号 |
26289150
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
松島 亘志 筑波大学, システム情報系, 准教授 (60251625)
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| 研究分担者 |
波多野 恭弘 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20360414)
渡辺 圭子 立命館大学, 理工学部, 准教授 (80423599)
別府 万寿博 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, システム工学群, 准教授 (90532797)
北島 弘子 独立行政法人産業技術総合研究所, 活断層・火山研究部門, 研究員 (60635796)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 地盤材料 / 高圧 / マイクロメカニックス / 粒子破砕 / 圧縮固化 |
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| 研究実績の概要 |
今年度は、計画した各種実験の準備および遂行を行い、以下の成果を得た。
(1)実験材料の選定：各種実験に用いる共通試料として、岐阜珪砂(3号)および鹿島珪砂(3Aおよび3B)を選定した。(2)大型載荷装置による低速の一次元圧縮試験：共通試料に対して、いくつかの載荷レベルまでの試験を行い、載荷圧力と圧縮ひずみの関係、最大載荷圧力と粒子破砕による粒度分布の変化のデータを取得した。その結果、両者について、良好なべき乗則が成立することを見いだした。(3)高速衝突実験：マグネット・コイル法を利用した飛翔体貫入速度計測技術の精緻化に着手し、不規則運動をする飛翔体通過に伴うコイル出力の定式化を行った。また、粒状物質の破砕特性を調べるため、破砕強度計測技術を検討し、今後につながる知見を得た。更に、衝撃解析プログラムAUTODYNを使用し、粒状物質への飛翔体高速貫入挙動をSPH法によって解析し、今後につながる知見を得た。(4)高圧・高速せん断試験：高圧下での粒子破砕挙動を明らかにするために、岐阜硅砂の高圧せん断試験を垂直応力1(MPa)の条件下で行った。すべり速度を1μm/sから1mm/sにあげるとサンプルの軸短縮量が大きくなり、すべり速度の増加により粒子の粉砕および圧密が進行することが明らかになった。(5)爆発載荷実験：爆発荷重を受ける地盤材料の衝撃応答を確認するための基礎実験を行った。基礎実験のデータに基づいて、地盤材料に作用する圧力を精度可能となる爆発実験専用の爆発土槽を設計、開発した。(6)理論構築：粉体の破砕過程を定量的に記述する手法として、粒径分布関数の時間発展方程式を書き下した。一粒子の粉砕関数に関する簡単な仮定のもとで、定常分布がベキ関数で表されること、またその指数は幅広い条件下で実現されることを解析的に確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は３度の研究分担者会議を行い、それぞれの研究内容についての相互理解を深めた。また、共通試料の選定を行い、それを用いて、計画された各種の実験の準備を行い、一部の実験を遂行した。得られた結果はおおむね良好であり、また新たな発見もあった。今年度検討された理論モデルは、それらの実験結果と調和的であった。以上のことから、研究は順調に進展していると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度も研究者間の連絡を密にしながら研究を進める予定である。特に、既に行われた実験から得られた結果と理論モデルとの関係についての議論、今後行われる予定の実験での計測項目の追加などを行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
各種実験の準備段階で、購入物品に修正が生じたため。また、それに伴って準備スケジュールが遅れているため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
全体として、実験計画は当初の想定内で進んでおり、次年度に、予定通りの計画（１次元圧縮試験、高速衝突実験、爆破実験）で使用する予定である。
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