Couple Stress(偶応力)と粒状体の強度特性

颗粒的应力与强度耦合特性

• 批准号: 07650563
• 负责人: 小田 匡寛
• 金额: $ 1.09万
• 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 (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650563/
• 关键词: 粒状体; 強度; マイクロメカニックス; せん断帯

土のような粒状体の強度は、普通モ-ル・クーロンの破壊基準で説明され、内部摩擦角や粘着力さえ分かれば応用上の問題は一応解決できる。しかし光弾性実験や数値シミュレーションによる最近の研究によれば、粒状体の破壊のメカニズムは、モ-ル・クーロンの摩擦則で想定されるほど単純ではなく、変形と共に変わる微視的内部構造の中にその本質が隠されていることを教えている。例えば小田による論文(Micro-fabric and couple stress in shear band of granular materials)は、変形とともに圧力芳香に柱(Columnar-like structure)が発達し、また発達した柱の座屈が粒状体の破壊に繋がることを明らかにした。すなわち粒状体の破壊は、微視的観点からすると座屈現象に外ならず、モ-ル・クーロン的せん断強度論とは著しく矛盾する破壊機構がそこでは示されている。このような背景を踏まえ、本研究は、微視的構造とその変化の重要性の観点から、粒状体の新しい強度論を再構成しようとするものである。研究成果を要約すれば以下の通りである。1)豊浦砂とテチノ砂を用い、排水の平面歪圧縮試験を行い、特にすべり面近傍の粒子構造特性の変化を明らかにした。すなわち、せん断帯の間隙比は砂の最大間隙比を上回り、かつ、粒子の回転は主にせん断帯中に起こり、大きな回転の匂配が認められる。この結果は、接点に作用する偶力の効果によるものとして説明できる。2)Distinct Element Methodに粒子接点での回転剛性をあらたに付加した数値シミュレーションを行い、実際のせん断帯でみられる大きな間隙比や粒子の回転を再現した。この結果は、粒状体の破壊現象における回転剛性の重要性を示唆するに止まらず、今後の数値シミュレーションの方法に活かされるべき新しい知見である。

The strength of the granular body of the soil, the standard of breaking, the internal friction angle and the adhesion force are all solved. In recent studies, the optical properties and numerical values of the particles are determined by the friction between the particles and the particles. The internal structure of the Weishi app is determined by the friction between the particles and the particles. For example, Oda's paper (Micro-fabric and couple stress in shear band of granular materials), the shape of the column, the pressure of the column and the structure of the column. The breaking strength theory of granular body and the breaking mechanism of Weishi app are contradictory. This study focuses on the importance of structural transformation of Weishi app and the reconstruction of granular body strength theory. The results of the research are as follows: 1) The change of particle structure characteristics in the vicinity of the surface of the sand is obvious. The gap ratio of the gap and the maximum gap ratio of the sand are higher than the gap ratio of the upper part of the gap and the gap ratio of the particle. The results of this interaction are explained in detail below. 2)Distinct Element Method: The rigidity of the particle contact is increased by the number of times the particle contact is formed. The results show that the particle fracture phenomenon and the importance of the stiffness of the material are important, and the method of numerical simulation in the future is new.

项目成果

岩下和義・松浦浩一・小田匡寛: "粒子接点でのモーメント伝達を考慮した個別要素法の研究" 土木学会論文集. III-33. 145-154 (1995)

Kazuyoshi Iwashita、Koichi Matsuura、Masahiro Oda：“考虑粒子接触点处的力矩传递的离散元方法的研究”日本土木工程师学会会刊 III-33（1995）。

M. Oda and H. Kazama: "Micro-structure of shear band of delatancy of granular materials and its relation to the mechanism" Geotechnique. (print in).

M. Oda 和 H. Kazama：“颗粒材料弹性剪切带的微观结构及其与机理的关系”Geotechnique。