| 研究分担者 |
久田 真 東北大学, 工学研究科, 教授 (80238295)
柳澤 和道 高知大学, 教育研究部・総合科学系, 教授 (90145110)
京谷 孝史 東北大学, 工学研究科, 教授 (00186347)
寺田 賢二郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40282678)
皆川 浩 東北大学, 工学研究科, 助教 (10431537)
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| 研究概要 |
本研究の目的は,岩石やコンクリート等の多鉱材料が受けた力の大きさを材料が弾性回復した後に読み取る方法を確立することにある.これは断層が有した過去の地震エネルギーの大きさの推定や,コンクリート構造物が受けたダメージの大きさを応力イベント後に評価することを可能とするものである。カルサイト結晶は受けた力に応じて結晶内部の双晶変形が増加することで知られている.これをマイクロ応力計とすることで断層やコンクリート建築物への応用を目指す.ただし天然のカルサイトは不純物を多く含み,かつ過去の履歴を有しているので人工のカルサイト粒子を水熱合成する.また合成カルサイトの単結晶試験およびカルサイトを含む人工岩石(コンクリート)の実証試験を行う.そして個々のカルサイト結晶と材料全体にかかる力の関係を数値モデルによってシミュレーションし,力学試験と比較する.
昨年度は,応力計として実用化するための砂状サイズの水熱合成カルサイト結晶(本科研特許技術により製造されたもの)を樹脂で膠結させ,模擬岩石を作り,これを一軸圧縮試験した.その結果(1)載荷に応じてカルサイト内部の平均双晶密度が上昇すること,(2)全粒子の双晶変形密度が均等に上昇するのではなく,双晶密度の高い粒子群が連なっている様子が観察された.これは粒状体シミュレーションで見られる鎖状の応力場と極似している.実際の多結晶材料の内部応力不均質性の可視化は,おそらく初めての成果である.
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