| 研究課題/領域番号 |
10650912
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
板倉 賢一 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (20168298)
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| 研究分担者 |
佐藤 一彦 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (30002009)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1999年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1998年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | AE / アコースティック・エミッション / 岩石の破壊 / 形状計測 / インクルージョン / き裂画像計測 / 単軸圧縮試験 / FEM |
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| 研究概要 |
本研究では、インクルージョン(介在物)形状の複雑さが岩石の破壊過程に及ぼす影響を調べるため、凝灰岩のマトリクス(基質)に介在物として安山岩片を含む凝灰角礫岩の板状供試体を用いた単軸圧縮試験、円柱供試体を用いた単軸圧縮、圧裂引張試験を主に行い、載荷過程でのAEを計測した。介在物形状の複雑さを定量化するために、供試体表面や円柱供試体の場合はX線CT画像より、テクスチャ解析等で利用されている指標(画像分割による煩雑性を表すCp、境界線長さの尺度Cl等)を導入した。また、各供試体の断面の介在物形状を反映した2次元FEM解析により、応力集中領域の評価を行った。これらの実験、解析により得られた主な知見を、以下にまとめる。
1.凝灰角礫岩の供試体に占める安山岩片の割合が増すと、AEの発生数が増加する傾向が見られた。この安山岩質介在物から発生するAEは、基質部分から発生するAEに比べ高周波数成分が卓越していた。
2.板状ならびに円柱状供試体を用いた単軸圧縮、圧裂引張試験により、AE震源は介在物の境界あるいは基質内に多く分布した。またAE震源の集中領域は、後の破断面上に位置し、供試体断面上に観察されるき裂分布とも対応していた。
3.AEの集中領域の多くは、2次元FEM解析による応力集中領域とも対応していた。
4.圧裂引張試験によると、供試体断面内の介在物形状の複雑さ指数(特に、Cp、Cl)の値と、その断面近傍で発生したAE事象数あるいは相対AEエネルギの総和との間には、相関性が認められた。
これまでの結果を総合すると、一様な応力が材料に作用した場合、介在物の幾何学的な複雑さに応じて応力集中領域が形成され、それに伴い微小き裂が集中しAEが発生すると考えられる。従って、地下岩盤や斜面の安定性評価にAE計測を利用する場合、岩盤構造の複雑さを考慮した解釈が必要になると考える。
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