2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15206098
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松木 浩二 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (10108475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂口 清敏 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 講師 (50261590)
木崎 彰久 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助手 (60344686)
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| Keywords | 真三軸圧縮応力 / 透水性 / 人工き裂 / 引張き裂 / フラットジャッキ / 花崗岩 / せん断変形 |
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| Research Abstract |
本年度は,主として昨年度設計・製作した真三軸圧縮応力下におけるフラットジャッキ型透水実験装置のシール方法を改良し,2種類の単一き裂について透水実験を行った.実験における応力条件としては,静水圧載荷の初期状態から鉛直方向の応力を増加してせん断変形を生じさせ,下流に設けた10箇所の採水口からの通水量を測定してせん断変位と平行な方向の透水性とその不均一性を評価した.得られた主な成果は以下の通りである.
1.せん断変位が約10mmで最大0.3MPaの耐圧性能を有するシリコーンゴムシート,銅箔およびシリコーンゴムを用いたシール法を開発した.
2.ダイヤモンドブレードで切断した人工き裂面を有する花崗岩供試体(25cm立方体)に対してせん断過程での透水量を測定したところ,下流に設けた10箇所の透水量のばらつきは12%以下であり,顕著な不均一透水現象は認められなかった,また,透水性はせん断変位とともに単調に低下した.これらの結果は,本実験で用いた人工き裂面の粗さが小さいために十分なシェアダイレーションが生じないことならびに載荷過程でせん断応力とともに垂直応力も増加するためであると考えられた.
3.くさびを用いて作成した引張き裂を有する花崗岩供試体(25cm立方体,き裂面以外の一部を花崗岩と同等の力学的性質を有するモルタルで置き換えたもの)に対してせん断過程での透水量を測定したところ,下流に設けた10箇所の透水量のばらつきは30%以上に達した.これは,引張き裂の表面粗さが大きいことによる.しかし,透水性はせん断変位とともに単調に低下した.これは,載荷過程でせん断応力とともに垂直応力も増加するためであると考えられた.
4.垂直応力が一定の条件でき裂のせん断に伴う透水性を評価するためには,実験システムをさらに改良し,フラットジャッキの圧力を低下させることができる制御システムを組み込む必要がある.
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