振動実験時のロックフィルダム模型の非線形振動解析と破壊態様

概要

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ロックフィルダムの模型実験では, 主として土質材料を使用した振動実験が実施され, 堤体の動特性が研究され, 変形, 強度特性, 破壊特性が明らかにされた。ここではダム内部より表面のほうが振動しやすく, 岩石の破壊にみられるstickslipに類する破壊が生じ, ダムの表層が滑落する。非線形振動解析は, 質量-ばね減衰系を示す連続体と仮定して行われ, 材料非線形には, 非線形ばねのマックスウェル鎖の並列力学モデルを用い、実験結果の特徴に基づいた構成方程式が導かれる。また幾何学的非線形の運動方程式はラグランジュ表示によっており, これに仮想仕事の原理を適用し, 変分形式化された基礎方程式が導かれ, 二次元問題としてFEMにおける運動方程式の定式化が行われ, 構成方程式と連立させて数値計算が行われている。振動形, 復元特性, 剛性率と減衰定数のひずみ依存性の計算結果の特徴は実験結果と同傾向を示した。破壊に関する計算をモールクーロン破壊条件により, 粘着力c=0とc>0の場合の破壊態様の検討を行った結果は実験結果の破壊態様と同傾を示し, 前者はロックフィルダム, 後者はアースフィルダムの破壊態様を示す結果となった。
1980-12-15