未固結堆積物の変形過程におけるブリットル-ダクタイル遷移領域の実験的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07640604
• Research Institution: Faculty of Science, Yamaguchi University
• Principal Investigator: 宮田 雄一郎 山口大学, 理学部, 助教授 (60253134)
• Keywords: 未固結堆積物 / せん断変形 / ぜい性破壊 / 延性流動 / せん断面 / 歪みの局所化 / 歪み速度 / 間隙水圧

Research Abstract

未固結堆積物の変形様式にはブリットルな滑り破壊と,ダクタイルな流動変形がある.両者は一般に同時進行し,中間的な変形をすることも少なくない.本研究では,その支配要因を明らかにすることを目的として室内実験を行い,以下の結果を得た.すなわち,(1)一軸圧縮せん断した粘度に発生したせん断面について,未固結と半固結状態のせん断構造を比較すると,前者が初生構造を乱さずに癒着して薄いのに対し,後者は二次せん断面が卓越するという違いみられした.(2)平面歪み条件下の変形と破壊に伴う歪み分布を可視化する手法を開発した.(3)滑り破壊と塑性流動変形の関係を,歪みの局所化という観点から領域区分すると,粒子結合の進んだ,あるいはスメクタイトの多い粘度ほど,歪みの局所化と滑り破壊が顕在化するのに対し,そうでない場合は塑性(流動)変形も破壊と同時進行することを示した.(4)変形様式の支配要因として,歪み速度と構造異方性に着目した系統的な実験を行った結果,高速にせん断すると,ダクタイルな応力・歪み関係,せん断歪みの分散,および流動変形を示すこと,その効果は粒子配列の違いより大きいことが示された.(5)そのメカニズムを歪みの局所化に基づく統一的なモデルで説明した.(6)しかし,高速せん断で予想される間隙水圧の増加は実験的検証が困難で,今後の課題である.

Research Products

• [Publications] 伊藤寛之, 宮田雄一郎: "マッドクラックのパターン形成実験" 地質学雑誌.104. 90-98 (1998)
• [Publications] 姉川学利, 宮田雄一郎: "水槽実験による砂層の液状化・流動化変形の観察" 応用地質. 37. 43-47 (1996)