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コアディスキングに基づく三次元地圧評価法の実証研究

研究課題

研究課題/領域番号 08405066
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 資源開発工学
研究機関東北大学

研究代表者

松木 浩二 (松本 浩二)  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10108475)

研究分担者 奥村 清彦  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40177184)
坂口 清敏  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50261590)
幾世橋 廣 (幾世橋 広)  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70005263)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
1998年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1997年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1996年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
キーワードコアディスキング / 三次元地圧 / 真三軸圧縮試験装置 / 鞍型ディスク / 岩石 / 真三軸試験装置 / ネットワークモデル / 三次元地圧力 / 引張主応力 / 引張主ひずみ
研究概要

一般的な三次元地圧が作用する場合について,有限要素法を用いてコア内部の引張主応力解析を行った結果,コアディスキングの発生条件,ディスク形状と地圧の関係などについて以下の主な知見が得られた.
1) コアディスキングがコア内部で発生する引張応力によるコアの破断現象であると考えることにより,コアディスキングの発生条件式を提案した.
2) コア中央部の引張主応力方向の分析から,ディスク中央部には平坦なき裂面が形成されると予想された.これから,ディスク表面中央部の法線方向から,最小主応力の方向を評価する方法を提案した.
3) コア外周部の引張主応力方向の分析から,σ_1とσ_2の差が十分大きい場合に鞍型のコアディスキングが生じ.σ_1とσ_2の差が大きいほど顕著な鞍型を呈するようになることを示した.
4) 地圧の主軸の少なくとも一つがコア軸またはそれと垂直な軸のどれかと一致する場合について,ディスク形状の対称性,ディスク端面中央部の法線方向および凹部軸または凸部軸から地圧の三つの主軸を推定する方法を提案した.
また,真三軸圧縮試験装置を用いて実験的研究を行い.コアが長い場合についてのディスキングが生じる地圧条件について次のような主な知見が得られた.
5) 本研究の理論解析で提案したディスキング条件式は,白河溶結凝灰岩の場合,破壊開始点付近の応力とほぼ一致した.一方,脆性度が小さい来待砂岩の場合はディスキング条件式よりもかなり小さな応力でコアディスキングが生じた.来待砂岩では,ボアホール底部の側面でブレイクアウトに類似した破壊形態が観察されたことから,来待砂岩のディスキングに圧縮破壊が関与していると考えられた.
6) 破断面の観察から.σ_x>σ_<y2>、σ_z=0の条件でも,コア側の破壊面は横から見ると下に凸で,予想された鞍型の破壊面は形成されなかった.

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] 本郷公・松木浩二・坂口清敏: "一般的地圧下におけるコアディスキングの発生条件" 資源・素材学会誌. 113巻・3号. 155-161 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松木浩二・本郷公・坂口清敏: "引張主応力解析に基づくコアディスキング形状と三次元地圧の関係" 資源・素材学会誌. 113巻・5号. 317-324 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Matsuki, K.Hongo and K.Sakaguchi: "A tensile principal stress analysis for estimating three-dimensional in-situ stresses from core discing" Proc.the International Symposium on Rock Stress. 343-348 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木誉・奥村清彦・坂口清敏・松木浩二: "コアディスキング発生条件に関する実験的研究" 資源・素材学会誌. 投稿予定. 155-161 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hongo, K.et al.: "A criterion on core discing in the general state of in-situ stresses" Journal of The Mining and Materials Processing Institute of Japan. 113-3. 155-161 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuki, K.et al.: "The relationship between the shape of a disced core and three-dimensional in-situ stresses estimated by a tensile principal stress analysis" Journal of The Mining and Materials Processing Institute of Japan. 113-5. 317-324 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Matsuki, et al.: "A tensile principal stress analysis for estimating three-dimensional in-situ stresses from core discing" Proc.the International Symposium on Rock Stress, Kumamoto. 343-348 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki, H.et al.: "Experimental study on the stress conditions for core discing under a general state of in-situ stresses" Journal of The Mining and Materials Processing Institute of Japan. (to be submitted). (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木 誉・松木浩二 他: "コアディスキングの発生条件に関する実験的研究" 資源・素材学会春季大会講演集. 106-106 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 本郷公 他: "一般的地圧下におけるコアディスキングの発生条件" 資源と素材. 113巻3号. 155-161 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 松木浩二 他: "引張主応力解析に基づくコアディスキング形状と三次元地圧の関係" 資源と素材. 113巻5号. 317-324 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matuki et al: "A tensile prnciprl stress amalysis for estinating three-climemsal in-situ stresses from cove discing" Rock Slress (Proc.Int.Synpo.in Rock Stress). 343-348 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 本郷公 他: "一般的地圧下におけるコアディスキングの発生条件" 資源と素材. (掲載予定)3号. (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 松本浩二 他: "引張主応力解析に基づくコアディスキング形状と三次元地圧の関係" 資源と素材. (掲載予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Hatuski. K. et al.: "A tensile poincipal stress analysis for estimating three-demensional in-situ stresses from core ciscing" Proc. Int. Synpo. on Rock Stress. (in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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