報告書番号

N11034

タイトル（和文）

不連続性岩盤の寸法効果を考慮した引張・圧縮強度の解析的評価方法の提案

タイトル（英文）

Development of a method for evaluating tensile and compressive strengths of discontinuous rock mass considering scale effect

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究の目的は，不連続面の幾何学情報の調査結果を基にして，岩盤力学の古くからの課題である寸法効果を考慮した引張り強度および圧縮強度の評価方法を提案することである。既往の研究を参考にして，FEMのメッシュスケールに相当する仮想の立方体の内部に不連続面を配置して，不連続性岩盤の三次元の構造モデルを作成した。その構造モデルから任意のスケールの二次元断面を抽出して，簡易な解析方法により引張り強度および圧縮強度を求めた。これらの方法により，強度とスケールの関係，すなわち寸法効果を求めることができる。提案した解析手法の試解析を実施した結果，寸法と強度の関係は，既往の実験結果から得られた寸法と強度の関係と同様に，寸法が大きくなるにしたがい，強度が低下し，その低下割合が小さくなる傾向を表現できた。また，提案の評価手法を用いることにより，不連続面の幾何学情報や拘束圧条件，あるいは引張り強度と圧縮強度の違いによって，寸法効果の影響が異なることを表現できる可能性が高いことが明らかになった。

概要 （英文）

The purpose of this research is to develop a method for evaluating tensile and compressive strengths considering scale effect which is an old problem in rock mechanics. The method is based on the results of investigation on geometrical information of discontinuity distribution in rock mass. We created a three-dimensional structural model of rock mass with reference to previous studies. Discontinuities in the 3D model were arranged in the supposed cube which is equal to the size of FEM mesh in stability analysis. We clipped arbitrarily-sized two-dimensional cross-section model from the 3D model and calculated tensile and compressive strengths of the 2D model by the stress analysis method we proposed. The relationship between the strength and the size, or the scale effect can be obtained from the method previously describe.The results of the simulations of the proposed method agree with the past test results that the strength and the rate of change of strength decreases with decreasing scale, and show that the scale effect varies according to conditions of geometrical information of discontinuity, confining stress and compression-tension.

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