| 研究概要 |
本研究の目的は, 一般的地圧条件におけるき裂の力学的挙動に及ぼすき裂寸法の影響を実験的に明らかにし, 測定した間隙分布を基にき裂の力学的の力学的挙動とその寸法効果のメカニズムを解明することであり, さらに, き裂の力学的挙動のメカニズムから, 与えられた地殻応力条件における現実的な寸法のき裂せん断変位と閉口変位を評価する手法を開発し, 与えられた地殻応力条件で現実的な寸法のき裂がどのような透水性を示すのかを明らかにすることである.
本年度は, 前年度に引き続き一面せん断試験におけるき裂の応力・変形分布に関する有限要素解析を行い, き裂端で大きな応力集中が生ずるもののき裂の垂直応力-閉鎖関係の非線形性のためき裂閉鎖量の集中は小さいことおよびこれらの集中量は試験片高さが小さいほど小さいことからせん断力によって生ずるモーメントの大きさが大きな影響を及ぼしていることを明らかにした. 本解析結果を踏まえ, 種々のき裂寸法に対応できる一面せん断試験機を設計・製作した. 本試験機は, 最大寸法が200mm×200mm(高さ80mm)のき裂まで対応でき, 最大500kNの既存のサーボコントロール型材料試験機を用いて垂直応力を一定に制御し, 最大500kNのせん断荷重で, 最小0.5mm/minのせん断速度一定で一面せん断試験を行うことができる.現在, 岩石の引張き裂試料を作製中であり, 来年度には, まず, 開発した試験装置を用いて種々の寸法の試料の一面せん断試験を行い, き裂のせん断変位-垂直変位-せん断応力関係に及ぼすき裂寸法の影響を実験的に明らかにする予定である.
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