乾湿作用による軟岩・中硬岩類の強度劣化・風化に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650960
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 一ノ瀬 政友 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (50038006)
• 研究分担者: 松井 紀久男 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30136535) ; 島田 英樹 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (70253490)
• キーワード: 岩盤(地下)構造物 / 軟岩・中硬岩 / 中・長期的安定性 / 乾湿作用 / 風化 / 力学的特性値の変化 / 風化指標

研究概要

本研究は、軟岩あるいは一部の中硬岩と呼ばれる岩石類を対象として、岩石風化の主要因のひとつである乾湿作用を人工的に岩石試料に与え、この結果生じる強度特性の変化を把握するとともに、空隙量や空隙径分布、比表面積、亀裂などの内部構造の変化を観察・計測し、風化程度の判定の基礎的指標を得んとするものである。
前年度から引き続き、本年度に行った主な実施項目と結果について概述する。
1.含水特性試験およびスレーキング試験(2種類)を終了した。全ての試料岩石に程度の差こそあれ、スレーキング現象が見られた。とくにインドネシア産の頁岩類はこれが激しい。
2.水銀圧入法により、空隙量や空隙径分布を計測した。インドネシア産の頁岩類は、ほぼ我国の夾炭層岩石と同様であるが、多少空隙量が大きい。
3.繰返しの乾湿作用を与える前の乾燥及び湿潤強度値(一軸圧縮強度、圧裂引張強度、ヤング率等)を求めた。湿潤強度値は乾燥強度値に比べて1/2〜1/3以下に低下したが、スレーキングにより湿潤強度値を得ることが出来ない試料も多かった。このような岩石は乾湿の繰返しを与えた強度試験は不可能であるので、新たな岩石試料(中硬岩)の採取を行い、上記試験を続行中である。
4.一部試料について、X線CT法により潜在亀裂や空隙の可視化を試みた。ある程度のサイズ(50〜100μのオーダー)以上では、潜在亀裂や空隙の定性的な可視化は可能であるが、定量的な把握は困難であった。

研究成果

• [文献書誌] K.Matsui,T.Sasaoka,H.Shimada,M.Ichinose,S.Kubota: "Disposal and Utilization of Mine Waste Rocks and Flyash as a Coal Mine Backfill"Proc.of 6th Int.Sympo.on Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production, Calgary CANADA. 219-224 (2000)
• [文献書誌] H.Z.Anwar,H.Shimada,M.Ichinose,K.Matsui: "Applications of Cement Grouting Method for Controlling Weak Strata"Proc.of 19th Int.Confe.on Ground Control in Mining, Morgantown USA. 387-394 (2000)
• [文献書誌] K.Matsui,H.Shimada,M.Ichinose,S.Kramadibrata,H.Z.Anwar: "Drivage of a New Incline with a Roadheader at Ombilin Coal Mine, Indonesia"Proc.of 9th Int.Sympo.on Mine Planning and Equipment Selection, Athens GREECE. 83-88 (2000)
• [文献書誌] H.Z.Anwar,H.Shimada,M.Ichinose,K.Matsui: "Slaking Phenomenon of the Expandable Clay-bearing Rock"Proc.of Annually Scientific Meeting of Indonesian Association of Geologist, Bundung INDONESIA. 65-75 (2000)
• [文献書誌] K.Matsui,H.Shimada,M.Ichinose,S.Kubota,S.Kramadibrata,M.A.Rai: "Geotechnical Problems in the Inclined Drift Drivage at Ombilin Coal Mine III,Indonesia"Proc.of Int.Confe.on Mineral Raw Materials and Mining Activity of the 21st Century, Ostrava CZECH. 411-418 (2001)