2016 Fiscal Year Research-status Report
マイクロ材料試験とマルチスケール破壊進展解析を融合した岩石材料試験イノベーション
| Project/Area Number |
15K21584
|
|---|
| Research Institution | Kisarazu National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
石井 建樹 木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (60400280)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 破壊 / 花崗岩 / き裂進展 / 微視構造 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は，初年度に得られた成果を国内外のシンポジウムで発表し，手法について意見交換・情報収集を進めた．現状の進捗状況としては，概ね良好な意見を得ることができた．研究遂行では，当初の計画に基づき，初年度に実施した花崗岩の三軸圧縮試験を引き続き実施してデータ数を増やすとともに，SCB試験結果と比較検討しつつ解析事例を増やし，不備な点の改善に努めた．
三軸圧縮試験では，弾性波測定で異方性を示した花崗岩に対して，初年度とは異なる封圧を設定した試験を実施してデータ数を増やした．
破壊進展シミュレーションでは，解析事例数が少なかったため，他の実験データについて数値計算を実施し，データ収集を行った．その中で，初年度に得た成果と同様の成果を得ることができ，手法の妥当性をさらに確認することができた．
しかしながら，既往のSCB試験結果と比較検討を進めた結果，マイクロ材料試験結果で得られた鉱物粒子の材料定数を設定すると，シミュレートした巨視的な岩石の強度が実験値よりも大きな値を示すことが明らかになった．これについては，岩石内の鉱物配置といった微視構造を表現する解析モデルの精度が十分ではない点が考えられる．その課題を克服するために，X線CT画像から解析モデルを生成するツール開発を進め，構築することができた．
最終年度は，解析モデル生成ツールに基づくSCB試験の破壊進展シミュレーションを進めることで，研究目標を達成できる計画である．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の３本の柱のうち，初年度に得た岩石の異方性と巨視的変形破壊特性の実験的調査結果と破壊進展シミュレーションによるメカニズム解明は，当初の計画に基づき，データ取集を実施することができた．その結果，研究目的の達成に向けて，手法が有用であることを確認することができた．
一方で，マイクロ材料試験の結果を反映させると，実験結果よりも大きな巨視的破壊強度が得られるという新たな問題を確認した．この問題に対応するために，解析モデル生成ツールを構築して，次の研究計画を遂行する準備を進めることができた．ただし，この問題解決のためにマルチスケール解析法の枠組み構築や実装が計画よりも遅れているため，最終年度に実施する予定である．
以上の理由から，現在までの進捗状況としては，やや計画と異なる課題が新たに生じているが，おおむね順調に進展していると判断できる．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は，新たに構築した解析モデル生成ツールを用いた破壊進展シミュレーションを実施して，改良した手法でのデータ蓄積を進めるとともに，マイクロ材料試験で得た物性値を用いつつSCB試験の再現を試みて，岩石の破壊メカニズムを試行錯誤によって解明していく予定である．
最終的には，整備した破壊進展シミュレーションを導入して，微視構造を反映したマルチスケール解析手法も整備を進め，得られた成果をまとめたいと考えている．
|
| Causes of Carryover |
物品費用（破壊進展解析および画像解析用ワークステーションおよび解析ソフトウェアおよびライセンス料）の価格変更と，計画時点からの人員配置変更により謝金利用を変更した．旅費については，登録した国際会議開催が次年度のため，当初計画を入れ替えた．そのため，登録料および旅費は次年度使用額に計上する．次年度使用額は，それらの変更に伴う残金である．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は，次年度予算と合わせて，研究遂行や研究成果発表に必要な旅費や投稿料に主として充てる予定である．
|
