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不連続面の力学的不安定現象に関する理論的研究

不连续表面力学失稳现象的理论研究

基本信息

批准号：
15760361
负责人：
上西幸司
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

日本各地で起こり得る地震、斜面崩壊、トンネル崩落などの現象は周囲に甚大な人的、物的被害をもたらすため、その発生機構の解明および影響の定量的評価が急務となっている。このような災害の多くは、断層や節理など地質学的不連続面のすべり(力学的不安定現象)により引き起こされるが、不連続面の力学的性質そのものについては未だ不明な点が多い。特にすべりが比較的安定な準静的成長段階から動的状態へと遷移する過程に関する研究は、世界的にみても未だ初期段階、着手段階であり、解明すべき問題が多い。本研究では、まず、準静的に増加する不均一応力下にあり、非線形すべり軟化則に従う二次元不連続面の安定性についてエネルギ解法に基づき解析的に考察、上記遷移過程のリンクの一端を明らかにした。次に三次元的に広がる不連続面のすべり安定性を評価し、不安定現象を起こす最小すべり領域の縦横比と媒質のポアソン比との関係などを明らかにした。すべりや亀裂の問題に関する理論解析の多くは、特異積分で表された力学的平衡条件式をそのままの形で解こうとするため、特にすべり領域端において自ずと解析が煩雑となる。しかしながら、今回行ったように系全体のエネルギのバランスを考え、その安定条件(変分)を評価すれば、特異積分を直接評価する手間を省略することができ、非線形すべり軟化則に従う三次元不連続面の安定性という複雑な問題も非常に容易に解析可能となる。得られた結果(すべり領域の臨界条件)も至極簡単な数式で表されており、各種計測現場などでもすぐに適用可能である。

Earthquake, slope collapse and collapse occurred in various parts of Japan. It is urgent to evaluate the quantitative impact of human and material damage. Many of these disasters are caused by fault joints, geological discontinuity (mechanical instability), and mechanical properties of discontinuity. In particular, there are many problems related to the study of the initial stage, the initial stage and the initial stage of the world. In this study, the stability of two-dimensional discontinuous surfaces under non-uniform stress is investigated and one end of the migration process is recorded. The third dimension is the relationship between stability and instability. The second dimension is the relationship between stability and instability The theoretical analysis of the problem of splitting is based on the analysis of the equilibrium conditions of mechanics. The stability of the three-dimensional discontinuous surface is very easy to solve. The results obtained (critical conditions in the field) are extremely simple and can be applied to various measurement sites.