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地盤構造物を合理的に設計し、安全に施工するためには、地山の初期応力状態を前もって把握しておくことが必須である。そのために、従来より数多くの測定方法が提案され試みられてきた。その多くはいわゆる応力解放法に基礎を置くものであり、一般に多大の経費と労力を要するものである。このような状況にあって、簡便にかつ廉価に初期応力を推定する方法の開発が強く望まれている。
この研究は、弾性超音波の伝播速度が履歴応力に依存することを利用して、ボーリングコア内の超音波の伝播速度を計測して、逆に履歴応力を推定しようとするものである。この計測法は、精度は要求されるが、比較的簡便であり、またAE計測と同時に行える利点もあるので、これら両者を利用すれば、簡便で信頼性の高い初期応力推定が可能となると考えられる。ここでは、現有の高精度超音波計測装置を改良して新しいシステムを完成しそれを用いてボーリングコア内の超音波(縦波、横波及び表面波)の伝播速度を十分な精度で測定し、その結果にもとづいた初期応力推定法を提案しようとするものである。
本年度は、次の計画で研究を進めた。
1)高精度時間測定システムの整備と調整:現有のシングアラウンド周期計測システムを改良して、波形を正確にモニターしながら行える高精度周期計測システムを整備し、予備試験と調整を行った。この測定システムでは1.0nsec程度の周期計測精度が得られるようになった。
2)測定システムの特性の把握:測定システムの特性を把握するために、予備実験として、アルミニウム合金について、縦波および表面波の応力-伝播速度の関係を調ベた。それぞれの応力音弾定数(応力1kgf/cm^2当りの超音波伝播速度の変化率)は、(-4.6--4.9)×10^<-6>/(kgf/cm^2)および(-1.0--1.2)×10^<-6>/(kgf/cm^2)であった。
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