岩爆の突変失安定時刻における動的挙動およびエネルギー進化は、岩爆形成メカニズムを解明する鍵である。不安定性理論と剛性理論を参照し、岩爆-囲岩複合体試料の三次元離散要素数値モデルを設計し、二次開発によりシステムエネルギー進化過程の可視化を実現した。岩爆の飛散現象をシミュレーションし、突変点におけるシステム失安定の時系列特性、自発的静動状態遷移の動的挙動およびシステムエネルギー進化の関連性を研究し、岩爆の動的破局メカニズムを検討した。結果は、突変点で岩爆体は囲岩体よりわずかに早くピーク応力に達し、ピーク後自身の破壊軟化により囲岩体への能動的な荷卸しが発生し、その応力は増加から減少に変化する。荷卸しを受けた囲岩体は岩爆体への急速な反発変形を起こし、仕事を通じて自身の蓄積弾性エネルギーを岩爆体に集約し、両者のエネルギーは岩爆体によって瞬時に同時に解放され、塊体の飛散を引き起こす。この過程では、二つのサブシステム間相互作用により形成される正のフィードバック調整機構が破壊過程を徐々に加速し、最終的に動的失安定を引き起こすことが示された。

岩爆;突変点;動的挙動;エネルギー進化;離散要素