岩石の3軸圧縮試験における破壊後の横方向変形の進展と分布に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455485
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 斎藤 敏明 京都大学, 工学研究科, 教授 (90056151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村田 澄彦 京都大学, 工学研究科, 助手 (30273478) ; 松本 義雄 京都大学, 工学研究科, 助手 (00026022)
• Keywords: 岩石3軸圧縮試験 / 横方向変位 / 破壊後領域 / 多点変位計測システム

Research Abstract

岩石の3軸圧縮試験における岩石の横方向変形計測には従来より歪みゲージ,チェーン式周歪み計,リング式変位計等が使用されてきた.しかし,これらによる計測では,岩石が破壊した後の大きな横方向変形とその変形異方性(変位分布)を計測することが不可能である.そこで,本研究では圧縮試験時に用いる試料のペデスタルに片持ち梁式変位計を8本取り付け,岩石試料中央部において周方向45度毎の横方向変形を計測する方法を考案した.また,このように測定点数が増加すると測定点毎で測定時刻にずれが生じ,特に破壊時の早い現象や変形異方性を正確に捉えることが不可能になる.そこで新たに高速データスキャン機能を持つデータロガーと制御用コンピュータを導入し,変位計を含めた岩石の3軸圧縮試験時における多点横方向変位計則システムを構築した.このシステムを用いて異なる封圧下における白浜産砂岩の3軸圧縮試験を行ったところ,破壊後の岩石の横方向変形挙動を変形異方性を含めて精度良く捉えることができるようになった.
また,フーリエ解析手法を利用して岩石の横方向変形を等方変形成分,異方変形成分,平行移動成分,破断面に沿った滑りによる変位成分に分解して,これらの成分の試験中における進展挙動を解析する方法を考案した.この方法により,破壊後における岩石の横方向変形挙動を明らかにすることができるようになった.さらに,地下空洞周辺岩盤の空洞への押出し等の変形挙動を解析する上で重要と考えられる最大横方向変形についてもその変形量ならびに方向を定量的に評価することができるようになった.