岩盤力学・開発機械

[1506] Development of 3-D Dynamic Fracturing Analysis Code for Rock-like materials

^○福田大祐¹, 二瓶恵理菜¹, 趙祥鎬², 児玉淳一¹, 藤井義明¹ (1.北海道大学, 2.全北国立大学)

司会:坂口清敏(東北大学)

Keywords:岩質材料, 3-D DFPA, 高速破砕, 亀裂進展, 有限要素法

金子ら（火薬学会誌，56，207-215，1995）及びCho et al.( Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. 40, 763-777，2003)によって開発された，岩質材料の不均一性を考慮した動的な亀裂の生成・進展過程をシミュレート可能な有限要素法ベースの2次元動的破壊プロセス解析（Dynamic Fracture Process Analysis，以下 DFPA）コードは，これまで発破等に代表される岩質材料の種々の高速破砕問題の理論的検証に適用され，その有用性が示されている（例えば，福田ら，土木学会論文集C（地圏工学），68(1),213-223，2012）．他方で，その適用対象は，問題を二次元平面ひずみ問題として近似的に扱える場合に限られていた．また，Kim et al.（Sci. Tech. Energetic Materials, 74, 74-81, 2013）は発破孔周囲の応力状態が軸対称問題として扱えることに着目し，問題が軸対象問題として近似的に扱えるという制約条件の下で3次元解析が可能なDFPAコードを開発したが，その適用対象は極めて限定的であり，軸対象問題に限定されない3次元解析が可能なDFPAコードの開発の必要性が指摘されてきている． そこで，本稿では，著者らが2-D DFPAコードを3次元に拡張することにより新たに開発している3-D DFPAコードの理論や3-D DFPAコードによる高速破砕問題への適用例について紹介するとともに，今後の課題について述べる．