き裂伝播により生じる弾性波の特性とき裂評価に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550062
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 林 一夫 東北大学, 高速力学研究所, 助教授 (30111256)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新妻 弘明 東北大学, 工学部, 教授 (90108473)
• Keywords: 動弾性 / き裂成長 / 弾性波 / アコーステック・エミッション / き裂標定 / 地下き裂 / 地熱開発 / 地下利用

Research Abstract

地下空間の積極的利用のための基礎研究として、地下岩体内のき裂の進展に伴って放射される弾性波(AE:アコースチック・エミッション)のエネルギー及び弾性波の伝播により生じる粒子運動をしらべた、得られた成果を、要約すると以下の通りである。
(1)地下き裂の開口型き裂進展では、き裂垂直方向に最も高いエネルギーが放射され、この方向では縦波到達直後に最大のエネルギーが観測点を通過する。き裂面と45°をなす方向にも比較的高いエネルギーが放射されるが、これは前述の最大値の約半分である。一方、せん断型き裂進展では、き裂延長方向に最も高いエネルギーが放射され、この方向では、横波到達直後に最大のエネルギーが観測点を通過する。き裂面垂直方向並びにき裂面と45°をなす方向にも比較的高いエネルギーが放射されるが、これらは前述の最大値の1/4以下である。
(2)開口型き裂進展とせん断型き裂進展を比較すると、せん断型のほうがはるかに高いエネルギーの弾性波を放射する。このことは、開口型き裂進展が極めて捕らえ難く、また、混合型き裂進展においては、開口型き裂進展が極めて捕らえ難く、また、混合型き裂進展においては、開口型き裂進展の寄与が埋もれてしまい、混合型き裂進展がせん断型き裂進展に誤認されやすいことを示唆するものである。
(3)粒子運動の解析から、縦波到達直後の変位ベクトルの方向は、き裂が進展した場合には、進展部分の観測点からの方向をを示すことがわかった。すなわち、地下き裂のAE計測において、三軸ホドグラム法により標定される点はき裂進展部位を表していることになる。
(4)せん断型き裂進展においては、き裂面に垂直な方向では粒子運動軌跡から縦波到達直後の変位ベクトルの方向を検出することが極めて困難である。このような場合には、横波到達直後の変位ベクトルの方向からき裂位置方向を同定することが可能である。

Research Products

• [Publications] 林一夫、茂木周二、阿部博之: 第3回地下のAE国内コンファレンス論文集. 1-7 (1988)
• [Publications] K.Hayashi;S.Motegi;H,Abe: Progress in Acoustic Emission IV. 265-272 (1988)