非局所弾粘塑性構成式による粘土のせん断帯解析と内部構造変化

使用非局部弹粘塑性本构方程进行剪切带分析和粘土内部结构变化

基本信息

批准号：
11750439
负责人：
沢田和秀
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

粘性土の大変形時、特に破壊時近傍の状態を正確にシミュレートすることを目的とし、特に粘性土内部の間隙水の動き・体積ひずみ及びせん断ひずみの変化について詳しく検討した。また、岐阜大学保有の走査型電子顕微鏡により、せん断帯及びせん断帯付近の内部構造変化を確認し、数値解析により得られたせん断帯及びせん断帯付近の応力・ひずみ状態と照合することを試みた。二つの非局所理論(コセラ連続体理論と勾配依存理論)を数値解析に適用した場合、平面ひずみ条件下においてメッシュサイズ依存性が現れる変形解析において、粘土供試体内部の種々の変形状態(せん断ひずみ・偶応力・間隙水圧の分布等)を把握することにより、メッシュサイズ依存性を回避できることを確認した。また、勾配依存理論については、粘塑性体積ひずみの二階空間勾配項を弾粘塑性構成式に加え、勾配項にかかる係数を変化させることにより、粘塑性体積ひずみをコントロールし、その結果、変形の集中の度合いを制御できる(せん断帯の幅がゼロにならない)ことを確認した。これら二つの数値解析において共通する、材料の持つ特性長さ(例えば粘土粒子の粒径)が、粘土の局所的変形(せん断帯)にどのように関係するかについて詳しく検討するために、走査型電子顕微鏡を改良し、粘土の変形時のせん断帯およびせん断帯付近を観察した。せん断帯近傍では、粘土粒子がある一定の基準をもって変形していることが観察できた。その一方、せん断変形による粘土粒子の乱れの影響がどの程度の範囲までおよぶかまでは詳細に把握できなかった。この点については、今後の課題として問題が残された。

这项研究的目的是在较大的变形中准确模拟粘土土壤状态，尤其是在裂缝的时间，尤其是在详细检查粘土土壤内运动，体积应变和毛孔水的剪切应变的变化。此外，我们使用GIFU大学拥有的扫描电子显微镜证实了剪切带和剪切带附近的内部结构的变化，并试图将其与通过数值分析获得的剪切带和剪切带附近的应力和应变状态进行比较。当将两种非本地理论（可可菌连续理论和梯度依赖理论）应用于数值分析时，可以通过抓住各种变形状态（剪切应力，重合应力，孔隙水压分布等）来避免网格尺寸依赖性在粘土尺寸依赖性下在粘土尺寸依赖条件下出现。此外，关于梯度依赖理论，可以证实，通过将粘膜塑料体积应变的两阶空间梯度项添加到弹性的粘塑料本构方程中并更改应用于梯度术语的系数，可以控制粘膜体积应变，并且可以控制粘膜的繁殖力，并且可以控制粘膜的繁殖力，该次数均可构成。详细研究在这两个数值分析中常见的材料的特征长度（例如，粘土颗粒的粒径）如何与粘土的局部变形（剪切条）相关联，将扫描电子显微镜和剪切带和剪切带的变形后得到改善，剪切带和剪切带被畸形。据观察，粘土颗粒变形为剪切区附近的某个标准。另一方面，不可能详细介绍粘土颗粒因剪切变形引起的影响的程度。作为未来问题，这一点仍然是一个问题。