2017 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement of electromagnetic waves generated by impact fracture of igneous rocks and sedimentary rocks and solution of its mechanism
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15K05676
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小林 秀敏 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10205479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷垣 健一 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40631875)
堀川 敬太郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50314836)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 花崗岩 / 圧縮破壊 / ホプキンソン棒法 / 人工水晶 / 静電界電磁波 / 二点ゲージ計測法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、様々な堆積岩や火成岩について、衝撃圧縮破壊試験、衝撃曲げ破壊試験、衝撃剪断破壊試験を実施し、これらの岩石の破壊時に発生する電磁波の発生メカニズムを明らかにすることを目的としていたが、これまでの研究で、電磁波発生に、岩石に含まれる石英の破壊が大きく関与していることが示唆されており、まず、石英自身の破壊と電磁波発生の関連性について明らかにする事とした。そこで、初年度と２年目では、人工水晶を用いた準静的および衝撃圧縮試験を実施し、応力-ひずみ関係を取得すると同時に、棒状コイルアンテナによる電磁波計測を行った。その結果、試験片に割れが生じたと考えられる時に大きい振幅の電磁波が観測され、水晶内のき裂発生に伴って電磁波が発生していると考えられることや、水晶の圧縮強度に、ひずみ速度依存性があること、発生した電磁波の周波数は、概ね253 kHzでほぼ一定であること、等が明らかとなった。最終年度の2017年度は、花崗岩、斑糲岩に加えて、それらの中間的な石英含有率を持つ、閃緑岩の３種類の岩石について、立方体試験片を用いた準静的および衝撃圧縮試験を実施した。今回は、rの３乗の逆数に比例するが、アンテナの大きさに依存しない静電界成分を計測対象とし、新たに板状アンテナを考案して実験に供した。また、準静的試験時の急速圧壊による除荷波を精度良く計測するため、２本の比較的長い応力棒タイプの圧縮治具を新たに開発し、併せて、測定時間の制限を理論的に撤廃できる２点ゲージ計測法による、圧縮破壊過程における除荷応力の精密測定を試みた。これにより、２点ゲージ計測法の採用により，通常の準静的圧縮試験では計測できない急速破壊中の応力-ひずみ関係が精度良く計測可能であること、準静的および衝撃圧縮試験のいずれにおいても、20~30 mV程度の比較的大きい電磁波出力が検出できたこと、等が明らかになった。
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Research Products
(2 results)
