| 研究課題/領域番号 |
10650912
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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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| 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 |
本年度の研究実施計画に基づき、形状の異なるインクルージョン(介在物)を含んだ板状人工岩石供試体を作製し、単軌圧縮試験を行い、応力の増加に伴うAE計測およびき裂進展過程の追跡を行った。板状人工岩石供試体の作製条件として試行錯誤を経た結果、次のように定めた。すなわち、ベース材料には石膏、中粒砂、水を重量比11:20:9で混合し、自然乾燥させたものを用いる。寸法は、80×80×10mmとする。材料内の介在物としては、エポキシ系硬質樹脂、登別産熔結凝灰岩を用いる。これまでに、三角形、円形等、単純な形状の介在物を含んだ供試体に関して圧縮試験を行った。その結果、2次元FEM解析により確認された応力集中領域の近傍にAEが多く発生し、そこから供試体の最終破断に至ることがわかった。
また、前年度に実施した介在物(安山岩)を含んだ角礫凝灰岩の圧裂引張試験データを用いて、介在物形状の定量的な評価指標とAE活動との関係について検討した。その結果、次の事がが明らかになった。
1)円柱供試体の円柱軸に垂直な断面内に現れる介在物の形状の複雑さを定量化するために、二値画像のフラクタル次元、被度、テクスチャ解析で用いられる指数Cp(画像分割による煩雑度)、Cl(境界線長さの尺度)、Cc(4分割成分数による尺度)について検討した結果、いずれも介在物形状の見た目の複雑さを反映していることがわかった。
2)中でも、指数Cp、Clが高い断面では、その断面近傍のAE発生数ならびに相対AEエネルギーの総和も高い値を示し、相関性が講められた。
今後は、様々な形状の介在物を含んだ人工岩石材料ならびに介在物を含んだ板状岩石供試体の圧縮試験結果を行い、形状の複雑さを解析し、各指数とAE活動、破壊過程の違い、FEMによる応力集中領域との関係について検討する予定である。
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