岩質系材料における亀裂進展制御法の開発およびその最適設計法の構築

岩基材料裂纹扩展控制方法的发展及其优化设计方法的构建

• 批准号: 11J04138
• 负责人: 福田 大祐
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04138/
• 关键词: 岩質材料; 破砕制御; 数値破壊解析; 最適設計; X線CT; 亀裂閉塞; 定量分析; 画像解析; 爆燃; 軸対称3次元破壊解析; CT画像解析; SEM/EDX

・ニトロメタンの爆燃により,装薬孔内に生じる圧力とその時間変化を,簡潔かつ一般的にモデル化することに成功し,爆燃現象による岩質材料の破壊機構を明らかにした.具体的には,爆燃圧力モデルを用いてコンクリート壁の表面はつり工を想定し,装薬孔からの亀裂進展機構と亀裂方向制御について分析した.その結果,装薬孔間に生じる応力波動の干渉効果が装薬孔間の破断面平滑性を向上させる上で極めて重要な役割を果だすことを明らかにした.この研究成果をまとめた論文がInternational journal of fractureに掲載された.・爆薬による岩質材料の破砕では円筒装薬が使用されることが多い.この場合,複雑な3次元亀裂進展問題を簡易的に軸対称問題としてモデル化できると考え,新たに軸対称要素を用いた有限要素法に基づく破壊解析ツールを構築し,装薬孔底部側への亀裂進展・損傷の検証実施した。これまで主に用いていた平面ひずみ条件における破壊解析結果の適用範囲の検証を行うことが可能になり,さらに孔内の起爆条件などを検証することが可能になった.・TRU廃棄物の地層処分への高強度高緻密コンクリートの適用が検討されており,本材料の水中における亀裂の閉塞現象の分析をX線CT(非破壊内部観察)とSEM/EDX(表面分析)を用いて実施した.'具体的には,巨視き裂を導入した供試体を水中に保存し,得られたCT画像に3次元画像処理を適用し,析出箇所の同定・定量評価に成功した.本年度は,この結果をまとめた論文を投稿し,Cement & Concrete Researchに採択された.さらに,SEM/EDX分析を実施し,CT観察結果とカップリングさせることで,CT画像処理から得られた析出量などの定量評価の精度を示すことができた.

The explosion of the steel plate is caused by the explosion of the steel, the mechanical strength of the steel in the hole is changed in time, and the general equipment is used to treat the steel successfully, and the deflagration is similar to that of the failure mechanism of the rock mass material. The specific deflagration force is used to determine the structure of the surface of the wall, and the crack direction of the machine is used to control the mechanical analysis. According to the results of the test, the mechanical force wave of the loading hole causes the fracture cross-section smoothness to improve the performance of the important service cutting system. The results of the study were reviewed in this paper. The results of the study were reviewed in this paper. The results of the International journal of fracture study were reviewed. The blasting material is broken, the barrel is installed, and the use of the material is high. In this paper, we use the finite element method to analyze the key elements of the new system, which is based on the finite element method (FEM). In this paper, we use the finite element method to analyze the structure of the problem, and install the hole at the bottom of the hole. The results of the analysis of the results show that the explosion conditions in the hole may be affected, and the detonation conditions in the hole may be affected. TRU material is used in the analysis of X-ray CT (non-destructive internal inspection) and SEM/EDX (surface analysis). For a specific piece of work, a great deal of attention is paid to the split image for the body to be preserved in water, and the three-dimensional portrait of the CT portrait is obtained. In the current year, the results of this year's Cement & Concrete Research report will be reviewed. The results of SEM/EDX analysis and CT analysis show that the results show that the amount of precipitation is measured by CT portrait, and the accuracy is shown by quantitative analysis.

项目成果

マイクロフォーカスX線CTを用いた高精度画像差分に関する検討

微焦点X射线CT高精度图像差异研究

• 发表时间: 2011
• 作者: Oshiki;M.;Shinyako;K.;Satoh;H.;Okabe;S.;福田大祐;D. Fukuda;D. Fukuda;福田大祐・金子勝比古・石山宏二・内藤将史;福田大祐・奈良禎太・林大介・大和田仁・小川秀夫・金子勝比古;福田大祐
• 通讯作者: 福田大祐

Investigation of self-sealing in high-strength and ultra-low-permeability concrete in water using micro-focus X-ray CT

• DOI: 10.1016/j.cemconres.2012.08.014
• 发表时间: 2012-11-01
• 期刊: CEMENT AND CONCRETE RESEARCH
• 影响因子: 11.4
• 作者: Fukuda, Daisuke;Nara, Yoshitaka;Kaneko, Katsuhiko
• 通讯作者: Kaneko, Katsuhiko

Numerical simulation of the fracture process in concrete resulting from deflagration phenomena

爆燃现象引起的混凝土断裂过程的数值模拟

• DOI: 10.1007/s10704-013-9809-4
• 发表时间: 2012
• 期刊: International Journal of Fracture
• 影响因子: 2.5
• 作者: Oshiki;M.;Shinyako;K.;Satoh;H.;Okabe;S.;福田大祐;D. Fukuda;D. Fukuda
• 通讯作者: D. Fukuda

大口径ガイドホールを用いたトンネル最外周発破における破断面平滑性に関する数値的検討

大直径导孔隧道最外层爆破断面光滑度数值研究

• 发表时间: 2012
• 期刊: 土木学会論文集C(地圏工学)
• 作者: Oshiki;M.;Shinyako;K.;Satoh;H.;Okabe;S.;福田大祐;D. Fukuda;D. Fukuda;福田大祐・金子勝比古・石山宏二・内藤将史
• 通讯作者: 福田大祐・金子勝比古・石山宏二・内藤将史

マイクロフォーカスX線CTを用いた水中環境下における高強度高緻密コンクリートのき裂閉塞挙動の評価

使用微焦点 X 射线 CT 评估水下环境中高强高密度混凝土的裂缝闭合行为

• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of MMIJ
• 作者: 福田大祐;奈良禎太;林大介;大和田仁;小川秀夫;金子勝比古
• 通讯作者: 金子勝比古