1999 Fiscal Year Annual Research Report
微小き裂閉口に伴う岩体の電気特性変化を利用した地殻応力モニタリング
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11650076
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 高敏 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00184664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 玄敏 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (70264091)
林 一夫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30111256)
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| Keywords | 非破壊検査 / 応力計測 / 電気特性 / 比抵抗 / 岩石 / 地殻応力 / ボアホール |
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| Research Abstract |
本研究では,従来法の欠点を克服し得る新しい概念に基づく地殻応力計測法の可能性を理論的,実験的に検討することを目的とする.同法では,岩体に外力を付加すると岩体のマクロな電気伝導度が変化するという現象を利用する.この着想を具体化するために本年度は,岩石比抵抗(電気伝導度の逆数)の性質を調べるために岩石試験片を用いた様々な室内実験を行った.その結果,まず,岩石比抵抗は間隙内の水の存在に大きく左右されること,岩石を蒸留水に浸しておくと岩石比抵抗が時間とともに急激に減少するが2ヶ月間ほどでほぼ一定値に落ち着くことがわかった.この岩石比抵抗の減少はミネラルが蒸留水中に溶け出すために起こると考えられる.この結果を受け,丸棒試験片の岩石の含水状態を保ったままで,その軸方向に圧縮応力を負荷し,かつ,試験片側面に配置した電極による四極法で負荷中の試験片の電気抵抗を計測するシステムを開発した.電極は試験片軸方向の他,周方向にも配置できるようにし,負荷中の試験片軸方向と直径方向の電気抵抗の変化を測定できるようにした.この装置を用いた実験により,一軸負荷に対する岩石比抵抗の変化特性について詳細に検討した.この結果,岩石比抵抗は負荷と共に増加するが,本実験で供した来待砂岩の場合には負荷方向の増加量に比べ,負荷方向と直交する方向の増加量が約3倍大きいことがわかった.この特性は電流の通路となる間隙と間隙間の通路が,負荷に直交する方向で特に閉塞しやすいために現れると思われ,岩石の一般的な性質であると考えられる.
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