採炭に伴うAEを用いた岩盤内3Dき裂分布モデルの構築

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650979
• Research Institution: MURORAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 板倉 賢一 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (20168298)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 一彦 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (30002009)
• Keywords: AE / アコースティック・エミッション / き裂 / 採炭 / フラクタル / モーメント・テンソル解析 / 可視化 / 国際情報交換

Research Abstract

本研究では、豪州Dartbrook炭鉱で採取した夾炭層岩石の室内基礎実験と、同炭鉱で観測したAEデータの解析を行い、採炭に伴う岩盤内3次元フラクタルき裂分布モデルの構築、更には現場観測事象との対比によりモデルの妥当性を検証することを目指している。本年度は、昨年度の実験、解析で明らかになった問題点の解決と、フィールド・データの解析を実施した。これらのデータの処理と結果の可視化表示に、本年度科学研究費補助金で購入したパーソナル・コンピュータ、プリンタ等を主に用いた。本年度新たに得られた結果を、以下に示す。
1)17個、3種の夾炭層岩石の3軸圧縮試験中に得られたAE波形は、センサーの特性試験を行った結果、加速度を更に時間微分した波形であることが判明した。
2)AE波形の物理量が明らかになったため、それに基づきモーメント・テンソル解析を実施し、16供試体(1個はAE事象数が少ないため除外)について3Dフラクタルき裂分布モデルを作成した。
3)3Dき裂分布モデルの表示にはVRMLを用い、3次元空間内で自在に視点を変えて観察できるようになった。
4)モーメント・テンソル解析の結果、石炭、砂岩共に封圧の増加に関わらずせん断型のき裂が引張型よりも多いことがわかった。
5)採炭に伴うAEデータの解析については、20個の3成分速度計の各3軸方向の決定を発破データにより試みたが、一貫性が見られず問題のあることが判明した。そこで、より確かなセンサーだけを用いて、3軸ホドグラム法によるAE震源標定を試みた。また、従来のAE波の到達時間差だけを用いた震源標定も実施し、可能な事象についてのみ3Dき裂分布モデルを作成することにした。
海外共同研究者から提供を受けたフィールド・データについては、上述のように未だ解決できない問題点があるため、継続して解析方法を検討することにした。