1997 Fiscal Year Annual Research Report
高温・高圧下における岩石と地質不連続面の時間依存型破壊に関する研究
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08455217
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
小田 匡覺 埼玉大学, 工学部, 教授 (90008855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥井 義昭 埼玉大学, 工学部, 助教授 (40214051)
谷山 尚 埼玉大学, 工学部, 助手 (80236710)
長田 昌彦 埼玉大学, 工学部, 助手 (00214114)
角田 史雄 埼玉大学, 工学部, 教授 (80092021)
嶋本 利彦 東京大学, 地震研究所, 教授 (20112170)
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| Keywords | 脆性材料 / クリープ試験 / クラック / マイクロメカニックス / 岩石 |
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| Research Abstract |
本研究は、高温・高圧下における岩石の時間依存型破壊に関する実験を体系的に行い、地下深部での構造物の長期安定問題に資するデータを提供することを直接の目的とするが、併せて、その一般理論の構築にも十分配慮して構成・企画されている。平成9年度に得られた結果は、以下の3点に要約できる。
1)微小クラックの発生・進展からみた脆性破壊の条件:脆性材料の時間依存型破壊は、微小クラックの発生・進展によって引き起こされると考えられている。レプリカ法を用いてクラックの発生・進展を追跡し、クラックテンソルとしてその定量的評価を行い、破壊との関連性について明らかにした。また、クラックの発生・進展と透水性との関連に注目し、クラックテンソルにより透水テンソルを理論的に誘導すると共に、その妥当性を実験的に検証した。
2)岩石の時間依存型破壊挙動の究明:花崗岩を試料として、変形速度の異なる試験を行い、変形特性や強度特性に及ぼす時間の効果を明らかにした。時間依存型破壊に及ぼす圧力、間隙水の化学特性の影響を検討した。また、微視的なクラックの発生・進展を観察すると共に、変形に伴うAcoustic Emission、透水性、弾性波速度の変化を計測することにより、変形・破壊の微視的な機構を解明している。
3)破壊モデルの構築と分岐解析:マイクロメカニックスの手法により、クラックの進展速度と応力拡大係数との間の実験式を用いて、クラック相互の干渉を取り込んだ分岐理論を提案した。その結果、岩石のクリープ特性を定性的にも定量的に評価できることが示された。
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[Publications] 小田 匡實: "岩石構造の数量化とその岩盤力学への応用" 第42回地盤工学シンポジウム論文集. 1-8 (1998)
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[Publications] 奥井義昭, 堀井秀之: "硬岩のクリープ破壊時の変形の局所化メカニズムの考察" 第42回地盤工学シンポジウム論文集. 83-86 (1998)
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[Publications] Y.Oku, H.Horii: "Stress and time-dependent failure of rocks under Compression : A theoretical prediction" J. of Geophysical Research. 102(B7). 14869-14881 (1997)
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[Publications] K.Suzuki, M.Oda: "Permeability change of granite with crack growth during immersion in hot water" Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci.(in print). (1998)
