岩盤力学・開発機械

[1504] Numerical simulation of fracture propagation within sandstone and granite by the distinct element method

^○片岡みなみ¹, 尾原祐三², 福井勝則¹, 羽柴公博¹ (1.東京大学, 2.熊本大学)

司会:福田大祐(北海道大学)

Keywords:岩石, き裂進展, 個別要素法, 粒子配列, クランプモデル

岩盤構造物の設計や安定性評価において，岩石の破壊き裂の進展挙動を把握することは重要な課題である。岩石は，鉱物粒子，石基や基質などで構成され，さらには微小クラックや空隙などの欠陥をも含むため，微視的には不均質である。破壊き裂の進展挙動は，このような微小構造に影響を受けることが知られている。岩石の破壊挙動の解明のためには，き裂の進展抵抗を表す強度指標である破壊靭性が，微小構造特性から受ける影響について検討することが必要であると考えられる。
本研究では，岩石の微小構造特性の中でも，粒子の配列が破壊靱性に与える影響を検討するために，個別要素法を用いた破壊き裂進展解析を行った。具体的には，個別要素法に基づくParticle Flow Codeを用いて，砂岩および花崗岩の破壊靭性試験のシミュレーションを実施した。砂岩のき裂進展解析では，種々の粒度分布を持つモデルを作成し，一方，花崗岩を対象とした解析においては，長方形クランプを採用することで粒子配列の異方性をモデル化した。本解析結果と実験結果を比較するとともに，岩石の粒子配列が破壊靭性および破壊き裂の進展挙動へ与える影響を考察した。