資源開発技術・岩盤工学

[3201-10-02] A numerical study for a progressive failure phenomenon using MPS method and DEM

○Junichi TAKEKAWA¹, Hitoshi MIKADA¹ (1. Kyoto University)

司会：加藤 昌治（北海道大学）

Keywords:MPS method, Numerical simulation

近年，資源工学の分野で岩石力学が注目を集めるようになっている。これまで多くの破壊現象を扱える数値計算スキームが提案されてきたが，岩石破壊後の挙動までを扱える手法はあまりなかった。本研究では，粒子法の一種であるMPS法とDEMを用いて，岩石の脆性的破壊挙動及び破壊後の破片の挙動までを再現するための数値シミュレーション法を提案する。これまでのMPS法では，粒子間の引張ひずみが一定値を超えたとき，粒子間相互作用力をなくすことで不連続な破壊現象を表現していた。本研究では，Mohr-Coulombの破壊基準を導入することで，せん断に起因する破壊も表現できるよう改良を施した。また，Weibull分布にしたがう強度分布を粒子間破壊基準に導入することで，岩石の持つ不均質性を表現した。破壊後の粒子間相互作用に関してはDEMを採用し，破壊により生じた破片の相互作用まで計算できるようにした。本手法の妥当性を検証するため，Brazilian test, Central Straight Through Crack Brazilian Disk (CSCBD) testをおこない，室内実験結果と比較した。その結果，本手法による数値実験結果は室内試験結果と良い一致を示した。これより，本手法の不連続破壊現象に対する再現性が示された。