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内部構造変化を考慮した不均質な岩盤の力学挙動に関する研究

考虑内部结构变化的非均质岩石力学行为研究

基本信息

批准号：
06452266
负责人：
吉中龍之進
金额：
$ 4.22万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06452266/
关键词：
不均質体モデル実験三軸圧縮試験弾塑性解析微小破壊

项目摘要

我国のような複雑な応力履歴を受けた変動帯中の岩盤を対象としてエネルギー施設の地下立地や、高レベル放射性廃棄物の地層処分などを考える場合には、岩盤に含まれる多数の亀裂群の力学的評価もさることながら、内部に含まれる多種多様な不均質体をいかに評価するかが重要な検討課題となる。特に我国には凝灰角礫岩などを代表とする礫岩が広く分布しており、一見、堅固であり構造物の支持層としても多く用いられている。しかし、今後の都市域における大深度地下利用や、大型構造物の基礎としての利用を考える場合には、上記の礫層の力学的特性をいかに合理的に評価するか現時点で十分に検討しておく必要がある。本年度の研究では、モデル礫岩により多数の礫を含む岩盤の力学挙動に関する実験データを蓄積するとともに、不均質体の構成関係に必要な物性パラメータについて検討した。また礫とマトリックスの2相系からなる材料を想定して弾塑性有限要素解析をおこない、礫の混入率・拘束圧の変化にともなう応力一ひずみ関係、内部の破壊状態の進行を検討した。解析条件は、平面ひずみである。解析的考察から、礫の混入が2相系材料内の応力一ひずみ分布を著しく不均質にしており、これが礫・マトリックスの2相系の力学特性を大きく支配するものあることを明らかにした。さらに実験に用いた試料の内部破壊状況の観察から、礫を中心とした円錐状の破壊面が多数形成されていることが判明し、解析結果の傾向ともよく一致することが確認された。この現象を巨視的な応力一ひずみ関係から見ると、礫の含有率が多くなるほど破壊時のひずみが小さくなること、また弾性論的な考察から予想されるような硬質な礫の混入による弾性係数の増加は破壊に至るほどのひずみレベルでは観察されないことなどに対応するものと考えられる。以上の考察をもとに、本年度の成果として、礫を含む不均質な実岩盤に対する新しい評価方法を提案した。最後に、この評価方法をいかに大型構造物の設計に結び付けていくかを、今後の課題とした。

In China, the rock mass in the complex rock mass field is subject to the study of underground site, high level radioactive waste and stratigraphic disposal. In this paper, the mechanical evaluation of rock mass containing a large number of cracks is an important research topic. In particular, tuff breccia in China represents the distribution of conglomerate, a view, a solid structure and a support layer. In the future, it is necessary to investigate the use of large underground structures and the use of large structures, and to evaluate the mechanical characteristics of gravel layers in the present situation. This year's research focuses on the relationship between the mechanical behavior of most of the aggregates and the constitutive relationship of heterogeneous masses. The analysis of plastic finite element analysis, mixing rate, constraint pressure, internal relationship and internal failure state are discussed. Analysis conditions: ,. Analysis of the mechanical properties of the two-phase system in which the particles are mixed together The internal fracture condition of the sample was observed, and the cone fracture surface was mostly formed. The tendency of the analysis result was consistent. This phenomenon is widely seen in the field of force and internal relations, such as the content of gravel, and the content of gravel. The results of the above investigation and the new evaluation method for the uneven rock plate are proposed. Finally, this evaluation method is proposed for the design of large-scale structures.