報告書番号

U90023

タイトル（和文）

岩石の亀裂の進展とそれに伴う異方性の構成式による表現

タイトル（英文）

CRACK PROPAGATION IN ROCK AND CONSTITUTIVE EQUATION TO DESCRIBE INDUCED ANISOTROPY

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，岩盤のゆるみ挙動を機構的に解明し，数値的に表現するために，基礎的な検討を行った。岩盤の掘削に伴うぬるみは，通常，亀裂の開口を伴うことが確認されており，これがまた，計測と従来の解析とが一致しない一因ともなっている。そこで室内試験で亀裂の挙動に着目するために，亀裂付試料を用いた。この結果，掘削を模擬した載荷によって，ポアソン効果以上の横変位の増大が最大荷重以前から亀裂の開口によって生じることを確認した。すなわち，掘削に伴う岩盤ゆるみ（内空変位増大）は，空洞が十分に安定しているときでも生じる。また，この挙動を数値的にマクロに表現するために，載荷にともなって岩石物性が異方化するという概念を用いて構成式を定式化した。

概要 （英文）

THIS STUDY CLARIFIED THE LOOSENING MECHANICSOF HARD ROCK DURING EXCAVATION BY LABORATORY EXPERIMENTS AND OBTAINED CONSTITUTIVE EQUATIONS THAT DESCRIBE THE LOOSENING BEHAVIOR. LOOSENING OF HARD ROCK BY EXCAVATION USUALLY ACCOMPANIES CRACK OPENING. THIS CONSTITUTES A CAUSE OF INCONSISTENCY BETWEEN IN SITU MEASUREMENT AND TRADITIONAL NUMERICAL CALCULATION. THE AUTHORS THEREFORE USED ROCK PLATES WITH A CRACK IN EACH TO CLARIFY EXPERIMENTALLY THE CRACK-INDUCED BEHAVIOR OF ROCK SOME OF THE RESULTS ARE AS FOLLOWS: (1) IN A CRACKED PLATE LOADED TO SIMULATE THE STRESS REDISTRIBUTION BY EXCAVATION,THE CRACK EXTENDS NOMINALLY TOWARDS THE LOADING AXIS AND MORE LATERAL EXPANSION OCCURS THAN THE POISSON EFFECT CAN EXPLAIN. (2) THIS LATERAL EXPANSION EXCEEDING THE POISSON EFFECT OCCURS BEFORE THE MAXIMUM LOAD AND EVEN WHEN THE AXIAL STRAIN IS LINEAR. IN OTHER WORDS,ROCK LOOSENING OCCURS DURING EXCAVATION EVEN WHEN THE ROCK IS STABLE. (3) NEWLY-EXTENDED CRACKS CAUSED BY LOADING ARE PARALLEL TO THE LOADING AXIS SO THAT THE ROCK SHOWS ANISOTROPIC INELASTICITY. THE AUTHORS HAVE ADOPTED SUCH A FORMULATION SO ASTO DEPICT THE EXPERIMENTAL RESULTS.

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