| 研究課題/領域番号 |
06452361
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
金子 勝比呂 熊本大学, 工学部, 助教授 (20128268)
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| 研究分担者 |
小池 克明 熊本大学, 工学部, 助教授 (80205294)
尾原 祐三 熊本大学, 工学部, 助教授 (50135315)
大見 美智人 熊本大学, 工学部, 教授 (30040405)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | 岩石破壊 / 破壊度挙動 / クラスII破壊 / き裂進展 / 岩石破壊力学 |
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| 研究概要 |
変位くい違い法に基づいた亀裂伸長解析法を開発するとともに、本手法を岩石の圧縮破壊過程解析に適用し、巨視的破断面の形成過程と荷重変形挙動との関係について検討を加えた。その結果、圧縮下の岩石における巨視的亀裂のモードは亀裂面強度特性と密接に関係し、限界ずれ量の値の減少に伴って、モードI亀裂伸長からモードI・モードII複合亀裂伸長に移行することを明らかにした。また、限界ずれ量が小さな場合には、この複合亀裂伸長により、縦割れ型の剥離破壊が生じること、さらに、この剥離破壊が断続的に発生することなどを明らかにした。また、限界ずれ量の値が比較的大きな場合には、複数のモードII亀裂が発生・伸長して、岩石内に多くのすべり面が形成されることを示し、この結果としてclass Iの荷重変形挙動が現われることを明らかにした。
周方向変位制御試験により破壊進行段階の異なる岩石供試体を作成するとともに、これらの供試体に加圧状態で蛍光塗料を浸透・固化させて、岩石内の亀裂の可視化計測を実施した。そして、class II岩石の破壊プロセスはモードI・モードII複合亀裂伸長による縦割れ型の剥離破壊であることを実験的に確認した。また、この破壊形態は、同時に実施したX線CTスキャナーによる断面計測によっても確認された。
以上の結果をもとにして、圧縮下における岩石の破壊プロセスに関する理論モデルを提案した。提案したモデルでは、class IIの荷重変形挙動は剥離破壊による有効断面積の低下として説明され、class Iとclass IIの相違は巨視的亀裂のモードと伸長プロセスの相違、すなわち、亀裂面の強度特性として一般化表現される。
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