離散剛要素法による亀裂性岩盤や砂質地盤の粒状体的挙動の研究

离散刚性元法研究裂隙岩石和沙地的颗粒行为

基本信息

批准号：
61550358
负责人：
木山英郎
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tottori 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：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61550358/
关键词：
離散剛要素法粒状体解析亀裂性岩盤砂質地盤トンネル斜面

项目摘要

亀裂性岩盤や砂質地盤において、トンネルの内空変位や地表沈下あるいは斜面崩壊や地すべりの問題等を考えるとき、重力場における岩質粒状体の流動現象としての考察が有効と思われる。この点では従来のすべり線解析や有限要素法のような連続体としての取扱いでは不十分であり、要素の自由な離散化と回転運動を許すところの離散剛要素法(以下DEMと略す)の実用化が望まれる。そこで本研究では、、これまで定性的解析が主であったDEMに定量的取扱いを可能にするための基礎理論の検討,要素定数の決定のための実用的試験法の開発,粒状体地盤中のトンネルのDEM解析と模型実験の比較検討を実施した。その結果、以下のような研究成果を得た。1.要素定数としてのばね定数,粘性定数の解析結果に与える影響を明らかにし、差分近似式と解析手順の改良による計算の能率化を図るとともに、実用的要素数500個程度への拡張を可能にした。2.実粒子の要素定数を決定するための実用的試験法として、個別粒子に対する落下反発試験と粒子集合体に対するせん断試験による方法を開発した。3.粒状体地盤中のトンネルのDEM解析と模型実験結果を照合し、DEMの空間的,時間的適用性を明らかにし、定量的解析の可能性を示した。以上のような本年度の研究目的が十分に達成されたことを受けて、引続き原位置岩盤のビデオ録画とパーソナルコンピュータのスーパーインポーズ機能とグラフィック機能を利用した亀裂性岩盤の自動要素分割法の開発,多角形要素集合体の大型計算機用汎用プログラムの開発,亀裂性岩盤や砂質地盤のDEM解析データの集積による標準的応力〜変位挙動に対するバックデータの整備など、DEMの実用化のために必要な基本課題に研究を進めている。

当考虑隧道内部位移，表面沉降，斜坡塌陷和在破裂的基岩和沙质地面中的滑坡问题时，很可能考虑了重力场中岩性颗粒体的流动现象的考虑。在这方面，像常规滑移线分析或有限元方法那样处理连续体是不够的，并且希望实际使用离散的刚性元素方法（以下简称缩写为DEM），从而可以自由离散元素和旋转运动。因此，在这项研究中，我们研究了基本理论，以实现对DEM的定量处理，该理论以前主要是定性分析，开发了用于确定元素常数的实用测试方法，并比较了粒状地面和模型实验中的DEM隧道分析。结果，获得了以下研究结果：1。阐明了弹簧常数和粘性常数作为元素常数对分析结果的影响，并通过改进差异近似方程和分析程序来进行计算，并且可以扩展到约500个实际元素。 2。作为确定真实颗粒元素常数的实际测试方法，我们使用了单个颗粒的滴油排斥测试和粒子组件的剪切测试开发了一种方法。 3。比较了颗粒地面和模型实验结果中隧道的DEM分析，以揭示DEM的空间和时间适用性，表明进行定量分析的可能性。随着今年的研究目标的全面实现，我们将继续研究DEM实际应用所必需的基本问题，例如原位基岩的视频记录，以及开发使用个人计算机的叠加层和图形功能的自动元素分裂方法，使用个人计算机的叠加和图形功能，用于对大型计算机的发展范围，用于多角色元素的大型计算机的发展，以及多角色元素的准备工作，以及多角色元素的准备工作，以及多角色元素的准备工作，以及多角形元素的准备工作。 DEM分析有关破裂基岩和沙质地面的数据。