マイクロ材料試験と蛍光プラスティネーション法に基づく岩石材料試験の新展開

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H01536
• 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, 教授 (60400280)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 微視クラック / 岩石 / 可視化

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，岩石の内部に含まれる微視クラックの形状を明確にして，それらを取り入れた数値シミュレーションを実施することで，その結果から岩石破壊力学における新しい知見を見出そうとする研究である．
微視クラックの形状観察のために，岩石内部に蛍光樹脂を含浸する技術の構築を目指して研究に取り組んできた．その実績として，何度か岩石内部に蛍光樹脂を含浸することに成功させることに成功したが，同様の条件で再度の含浸を試みても樹脂含浸に成功しないこともあり，当初目的としていた効率のよい普遍的な含浸手法の構築まで至ることはできていない．一方で，樹脂含浸に成功した花崗岩試験体では，花崗岩内部の鉱物粒界に樹脂が含浸する様子を観察することができた．具体的には，単純に切断研磨した観察面では同種鉱物が一様に広がっているように見える部分にも，蛍光樹脂を含浸させることによって複数の鉱物の粒それぞれが輪郭をもって観ることができ，それらが連結して存在しているような映像を確認することができた．これらの鉱物粒界は異種材料間に存在する遷移層(弱層)のようなものであったり，同種類の鉱物間では剥離層のような形状であったり，多様な形状をしていた．樹脂含浸に成功した試験体に限った観察であるが，花崗岩内部の微視クラックはき裂面というよりも，鉱物粒界の弱層や剥離層のような形状を持って多く存在している可能性を知ることができた.
今後は，これらの観察事例を増やし，数値シミュレーションに反映させることで研究達成を目指す予定である．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画では研究期間の早い時期に実験方法を構築する予定であったが，新型コロナウイルスの影響により，実験自体の遅延や実験自動化のための知識伝承をスムーズに実施できなかった．そのため，普遍的な実験方法の構築に至っていないが，必要最低限の実験データを取得することができたと考えられる．

Strategy for Future Research Activity

今後は，得られた成果をまとめることでその知見に基づいて研究計画を遂行するとともに，実験再現性を確保することで好評に値する研究成果の取りまとめに尽力する．