| 研究概要 |
一軸圧縮応力下に関する岩石の特性に関しては,多数の研究がなされてきており基礎的なデータも積みあがってきている.一方,現実の地下における岩盤は,一方向のみでなく全方向から応力を受けており,当然ながら三軸圧縮応力下にある.よって,この三軸圧縮応力下における岩石の特性を解明することが重要であるが,実験をおこなう上でさまざまな困難があるので,不明な点が多く残されている.
三軸応力下での現象解明がはかどらない原因の一つは,金属製容器の中で実験をおこなうので岩石試験片の観察が困難なことである.これを克服するために本研究では自ら提案した透明な容器を使用して,この中に岩石試験片をおいて試験をおこなうことにした.このようにすることによって,試験片がすこしずつ変形していく様子が観察できる。また,試験片の上下に,透明な水路を設けておき,この水路における水の出入りを観察することによって,岩石中に含まれている水の量,岩石中の水の通りやすさ,さらには岩石中にあらたにできた亀裂の体積がわかる.
本研究では三軸応力下において種々の試験をおこない所定の成果を挙げたが,オリジナリティが特に高いと思われる試験結果について以下で述べることにする.トンネルをはじめとする岩盤内構造物では,掘削直後に側壁や天井が相当に痛む(多くの亀裂が入る)ことがある.その結果,この部分の強度は小さくなるとともに,透水係数が上昇してしまう.このように痛んだ岩石を三軸圧縮状態においてまわりから応力を加えると,次第に強度が増し,透水係数も減少(回復)する可能性がある.
本研究では,実験室にて上記の現象をできるだけ忠実に再現するように努めたところ,予想通りに,適切な三軸圧縮応力下では,強度と透水係数が回復することがわかった.また,その回復の程度と,加えた応力,歪との関係に関する実験式を得ることに成功した.
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