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岩石の破壊靭性と破壊メカニズムに関する研究

Research Project

Project/Area Number 14J09515
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Civil and environmental engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo (2015)
Kumamoto University (2014)

Principal Investigator

片岡 みなみ  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,170,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords岩石 / 破壊靭性 / 破壊メカニズム / 環境依存性 / 微視的破壊靭性 / 鉱物粒子 / 破壊き裂進展解析 / 封圧
Outline of Annual Research Achievements

今後ますます多様化・大規模化することが考えられる,深部地下の岩盤構造物の設計や安定性評価において,岩石の破壊メカニズムの解明が重要な課題の一つである。破壊き裂の進展抵抗を示す強度指標である破壊靭性の基本特性を理解することは,岩石の破壊メカニズムの解明にとって重要であると考えられる。破壊靭性の基本特性を理解するために,まず,深部地下の環境条件(地圧・湿度など)によって岩石の破壊靭性が変化することが知られているが,この影響をより詳細に把握する必要がある。また,破壊靭性は,岩石の微視的な構造の影響を受けることも実験的に確認されている。この原因を調べるために,岩石の微視的なスケールでの破壊靭性を評価することが必要であるが,その試験方法は確立されていない。さらには,岩石の微視的構造が破壊靱性に与える影響を,数値解析的手法を用いて検討することも重要である。そこで本年度は(1)岩石の破壊靱性の環境依存性に関する考察,(2)岩石の微視的破壊靭性の評価,(3)岩石の微視的構造を考慮した破壊き裂進展解析を実施した。
(1)では,これまでに実施した異なる環境下(封圧,水蒸気圧)での来待砂岩を用いた破壊靭性試験の結果を総合して検討し,破壊靭性における種々の環境依存性について更なる考察を行った。(2)では,昨年度開発した微視的破壊靭性の試験法を用いて,益山花崗岩中の鉱物粒子の破壊靭性の評価を行った。この結果,微視的破壊靭性は,同じ種類の鉱物粒子でも方向により異なる値を示すという,新たな知見を得た。(3)では,岩石の粒子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砂岩および花崗岩の破壊き裂進展解析を行った。この結果と,これまでに実施してきた実験結果を比較し,岩石の粒子配列が破壊靭性へ与える影響を検証し,岩石の破壊メカニズムに関して考察した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Estimation of Fracture Toughness of Anisotropic Rocks by Semi-Circular Bend (SCB) Tests Under Water Vapor Pressure2014

    • Author(s)
      M. Kataoka, Y. Obara, M. Kuruppu
    • Journal Title

      Rock Mech Rock Eng

      Volume: 47 Issue: 4 Pages: 267-274

    • DOI

      10.1007/s00603-014-0665-y

    • NAID

      120006600481

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 個別要素法を用いた砂岩および花崗岩の破壊き裂進展解析2016

    • Author(s)
      片岡みなみ,尾原祐三,福井勝則,羽柴公博
    • Organizer
      資源・素材学会平成28年度春季大会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2016-03-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水蒸気が岩石の破壊靭性に与える影響2016

    • Author(s)
      片岡みなみ,尾原祐三,福井勝則,羽柴公博
    • Organizer
      第7回システム創成学学術講演会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2016-01-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Anisotropy in fracture toughness of sedimentary and crystalline rocks estimated by semi-circular bend test2015

    • Author(s)
      M. Kataoka, Y. Obara
    • Organizer
      EUROCK 2015
    • Place of Presentation
      Salzburg (Austria)
    • Year and Date
      2015-10-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 岩石の破壊靭性と破壊メカニズムに関する研究~岩石の破壊メカニズムの解明を目指して2015

    • Author(s)
      片岡みなみ
    • Organizer
      第2回岩石力学・岩盤工学に関する若手研究者会議
    • Place of Presentation
      火の国ハイツ(熊本県・熊本市)
    • Year and Date
      2015-09-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 岩石の破壊靭性に関する基礎的研究2015

    • Author(s)
      片岡みなみ,尾原祐三,福井勝則,羽柴公博
    • Organizer
      資源・素材学会関東支部 第12回「資源・素材・環境」技術と研究の交流会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Size effect in fracture toughness of sandstone2015

    • Author(s)
      M. Kataoka, Y. Obara
    • Organizer
      ISRM 13th International Congress on Rock Mechanics
    • Place of Presentation
      Montreal (Canada)
    • Year and Date
      2015-05-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of fracture toughness of sandstone by three testing methods2015

    • Author(s)
      M. Kataoka, S. Yoshioka, S. Cho, K. Soucek, L. Vavro, Y. Obara
    • Organizer
      VIETROCK 2015
    • Place of Presentation
      Hanoi (Vietnam)
    • Year and Date
      2015-03-12 – 2015-03-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of loading rate on fracture toughness of rock by Semi-Circular Bend (SCB) test2014

    • Author(s)
      M. Kataoka, H. Kang, S. Cho, Y. Obara
    • Organizer
      8th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS8)
    • Place of Presentation
      Sapporo (Japan)
    • Year and Date
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 花崗岩を構成する鉱物粒子の破壊靱性2014

    • Author(s)
      片岡みなみ,澤城光二朗,伊東孝史,高島和希,尾原祐三
    • Organizer
      資源・素材2014(熊本)(平成26年度資源・素材関係学協会合同秋季大会)
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本県・熊本市)
    • Year and Date
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 岩石の破壊靭性と破壊メカニズムに関する研究2014

    • Author(s)
      片岡みなみ
    • Organizer
      第1回岩石力学・岩盤工学に関する若手研究者会議
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • Year and Date
      2014-07-26 – 2014-07-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 花崗岩を構成する鉱物粒子の破壊靭性の評価2014

    • Author(s)
      澤城光二郎,片岡みなみ,伊東孝史,高島和希,尾原祐三
    • Organizer
      資源・素材学会九州支部 平成26年度「若手研究者および技術者の研究発表会」
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2014-05-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A new testing method to estimate microscopic fracture toughness of rock2014

    • Author(s)
      M. Kataoka, T. Ito, K. Takashima, Y. Obara
    • Organizer
      The XIth Regional Rock Mechanics Symposium (ROCKMEC'2014)
    • Place of Presentation
      Afyonkarahisar (Turkey)
    • Year and Date
      2014-05-07 – 2014-05-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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