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個別要素法による数値要素試験のためのデジタル標準砂の開発

采用离散元法进行数值元素测试的数字标准砂的开发

基本信息

批准号：
14750409
负责人：
松島亘志
金额：
$ 2.56万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、砂のような粒状体の直接数値計算法である個別要素法(Discrete Element Method ; DEM)において、複雑な不規則粒子形状を直接モデル化(イメージベースモデリング)して計算する手法を確立し、その定量評価を行うこと、および地盤工学の分野で共通に用いられている標準砂の3次元粒子形状モデルのカタログを作成し、それを多くの研究者の間で共有化・標準化することで、この分野での研究の発展に寄与することを目的としている。本年度の研究成果を以下に示す。(1)SPring-8での標準砂3次元形状取得放射光施設SPring-8におけるマイクロX線CTシステムを利用し、各国の標準砂(豊浦砂、Ottawa砂、Hostun砂、SLB砂)のゆるづめ試験体を撮影した。得られた再構成画像は粒子の大まかな形状を把握するのに十分な解像度を有しており、これ自体非常に重要な成果物である。更に、これらの画像を処理して個々の粒子形状を自動判別するアルゴリズムの開発を行った。これにより粒子の形状のみならず、接触点の情報なども取得可能となり、粒状体の微視構造を研究する上での価値ある基礎データを取得することが可能となった。(2)不規則形状3次元DEM要素試験と実験結果との定量比較不規則形状粒子のイメージベースモデリングに基づく3次元DEM単純せん断シミュレーションを行い、中空ねじりせん断試験結果との定量比較が可能であることを示した。(3)SPring-8での標準砂のマイクロ3軸圧縮試験イメージベースDEMを更に詳細に検証する目的で、SPring-8において豊浦砂、SLB砂のマイクロ3軸圧縮試験(供試体径:4.3mm、高さ10mm)を行い、せん断に伴う3次元粒子運動の可視化を行った。(4)デジタル標準砂データの公開今後、得られた粒子形状データ等の検証を行い、webなどで随時公開していく予定である。

In this study, the direct numerical value calculation method of sand particles and sand particles is studied.(Discrete Element Method ; DEM) Irregular particle shapes, complex shapes, and direct modeling The method of calculation is established, the quantitative evaluation is carried out, and the division of geoengineering is used. The three-dimensional particle shape of standard sand is created, standardized, and developed among multiple researchers. The research results of this year are shown below. (1)SPring-8 standard sand 3D shape acquisition radiation application SPring-8 standard sand (Fengpu sand, Ottawa sand, Hoston sand, SLB sand) and other countries of the standard sand (Fengpu sand, Ottawa sand, Hoston sand, SLB sand). The result is that the particle size of the reconstructed image is very large and the resolution is very important In addition, the image processing and particle shape automatic discrimination, the development of the system The shape of the particles, the contact point information, the possibility of obtaining the particles, the Weishi app structure, the possibility of obtaining the particles, and the possibility of obtaining the particles. (2)Irregular-shaped 3D DEM elements test results quantitative comparison Irregular-shaped particles test results quantitative comparison possible (3)SPring-8 standard sand 3-axis compression test equipment DEM for more detailed verification purposes, SPring-8 standard sand, SLB sand 3-axis compression test equipment (test body diameter:4.3mm, height: 10mm) for middle, stop, accompanied by visualization of 3D particle motion. (4)The standard sand will be disclosed in the future, and the particle shape will be obtained.