Micro-crack Visualization Technology for Rock Material Testing Innovation

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K18890
• 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): 2018-06-29 – 2022-03-31
• Keywords: 微視クラック / 花崗岩 / 可視化

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，岩石中に存在する微視クラックを可視化する安価な技術を構築し，岩石中に存在する微視クラックの形状や分布の把握を目指した研究である．そして，花崗岩などの岩石に存在する微視クラックの形状は，本当に破壊力学などで論じられているようなき裂面であるのかを観察しようとする基礎研究である．
研究期間中には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ができた．ただし，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なかった．含浸条件は，対象とする岩石の種類やサイズ，樹脂の配合条件などによって，含浸できる場合と全く含浸できない場合が現れて傾向を掴むことも難しかった．
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が観察された．具体的には，観察面では同種類の鉱物に見える部分にも含浸した樹脂によって鉱物の粒それぞれ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）のようなものから，同種類の鉱物間では剥離層のような形状をしており多様な形状をしていた．したがって，含浸に成功した試験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．