2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16206088
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
金子 勝比古 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20128268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 篤夫 崇城大学, 工学部, 教授 (20279376)
高橋 弘 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (90188045)
川崎 了 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00304022)
五十嵐 敏文 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90301944)
加藤 昌治 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10250474)
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| Keywords | フラクタル / 岩石 / 破壊力学 / 亀裂 / X線CT / 3次元可視化 / 応力腐食 / 不均質材料 |
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| Research Abstract |
フラクタル破壊力学に基づいて,岩石破壊設計における基礎的課題を解明し,高度制御破壊のための新たな破壊設計法を構築することを目的として,以下の項目について研究を実施した。
1.マイクロフォーカスX線CTによる3次元可視化法
カップリングや偽像を除去するためのフィルターの最適化を行った。その結果,分析能5μmの超高精度3次元画像を得ることが可能となった。
2.亀裂の微視構造解析
ホプキンソン効果実験,放電破砕実験,高速圧裂試験により生成した亀裂を対象として,マイクロフォーカスX線CTによる分析を行った。これらの結果,亀裂の3次元形状は載荷方法・速度により異なること,亀裂の分布と構造は破壊プロセス解析から予測された結果と良く一致すること等が明らかとなった。
3.活性化エネルギーとフラクタル次元との関係
岩石のDT試験の結果を分析し,岩石中の亀裂進展における活性化エネルギーを同定した。さらに,亀裂経路のフラクタル解析を行い,フラクタル次元と活性化エネルギーの間に相関が認められることを見いだした。そして,亀裂進展速度から求められる活性化エネルギーの値は,亀裂形状に依存した見掛けの値であること,それは材料固有の活性化エネルギーと亀裂の真の表面積の積で与えられることを明らかにした。この結果は,本研究で提案した破壊の階層的取扱いの妥当性を示している。
4.フラクタル亀裂進展条件の理論定式化
破壊の階層を考慮した亀裂進展条件の理論モデルを構築した。本モデルを用いると,亀裂プロセスゾーンにおける微視亀裂進展現象が表現されること,その結果として強度寸法効果が表現できること,などを明らかにした。
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[Book] 残壁ハンドブック2005
Author(s)
資源素材学会(金子他22名)
Total Pages
300
Publisher
丸善
Description
「研究成果報告書概要(和文)」より
