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2012 年度 実績報告書

多鉱岩の弾性変形におけるカルサイト応力計の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22340152
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

坂口 有人  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 技術研究主任 (80304666)

研究分担者 柳澤 和道  高知大学, 教育研究部 総合科学系 複合領域科学部門, 教授 (90145110)
久田 真  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80238295)
京谷 孝史  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00186347)
寺田 賢二郎  東北大学, 災害科学国際研究所 地域・都市再生部門, 教授 (40282678)
皆川 浩  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10431537)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードカルサイト / 応力 / 断層 / 建築物
研究概要

カルサイトが受けた力によって結晶内部に双晶変形が生じる特性を用いて,岩石やコンクリートが過去に受けた力を読み取る手法を確立し,岩石力学の基礎研究や建築物の安全評価への応用に道筋を示すことが本申請研究の目的である.カルサイト結晶の双晶密度によって天然の岩石が過去に受けた力を推定する方法は,申請者らにより提案されているが(Sakaguchi et al.,2011),(1)天然結晶は初生的に双晶変形を含む,(2)粒子毎の双晶密度測定が煩雑,(3)大きな結晶でないと低応力に適用できない,という問題があった.粒状体の応力計として基礎研究および建築物に応用するためには,内部に双晶変形を含まない人工カルサイトの合成と,より簡便な応力推定方法の確立が必要であった.そこで本年は,カルサイト合成方法の効率化と,低応力状態でも簡便にかつ正確に測定できる方法を試みた.
カルサイト合成実験:
小型オートクレーブの実験でこれまでに明らかになった結晶合成の最適条件で,大型オートクレーブで実験した.その結果,大きな気液表面積が結晶成長を阻害することが明らかになった.
応力測定法:
上記の合成実験で生成されたカルサイト粒子で集合体を作成し,これを一軸圧縮試験した.その結果,載荷重に比例して双晶変形した粒子の割合が増えることを確認した.これは個々の結晶粒子の双晶密度を測定することなく,双晶変形の有無を確認するだけで古応力がわかることを意味する(特許出願準備中).しかもこの手法なら,双晶密度の平均値に基づく従来の方法では測定が難しかった10MPa以下の古応力を精度良く測定することができる.合成カルサイトの集合体をコンクリート構造物等に設置することで,何らかの応力イベントがあった後に,双晶変形した粒子の割合を測定することから,以前に受けた載荷重を推定することができるようになるだろう.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] Hydrothermal Growth of Calcite Crystals by Slow Cooling Method2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yanagisawa, T. Gotoda, A. Onda, A. Sakaguchi, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      The 3rd International Solvothermal & Hydrothermal Association Conference
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      20130113-20130117
  • [学会発表] 圧力センサー用カルサイト単結晶の合成2013

    • 著者名/発表者名
      後藤田智美,恩田歩武,柳澤和道,坂口有人,阪口 秀
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2013年年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2013-01-13
  • [学会発表] 岩石内部の応力状態を見る2012

    • 著者名/発表者名
      坂口有人,阪口 秀,柳澤和道
    • 学会等名
      日本地質学会第119年学術大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20120915-20120917
  • [学会発表] 水熱徐冷法によるカルサイト単結晶の育成2012

    • 著者名/発表者名
      後藤田智美,恩田歩武,柳澤和道,坂口有人,阪口 秀
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] Estimation of frictional parameters from a fault rock2012

    • 著者名/発表者名
      坂口有人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      千葉幕張メッセ
    • 年月日
      2012-05-21
  • [学会発表] 微細なカルサイト単結晶の水熱合成

    • 著者名/発表者名
      後藤田智美,恩田歩武,柳澤和道,坂口有人,阪口 秀
    • 学会等名
      第7 回日本フラックス成長研究発表会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構(つくば市)
  • [学会発表] Hydrothermal Growth of Calcite Crystals for Stress Sensor

    • 著者名/発表者名
      K. Yanagisawa, T. Gotoda, A. Onda, A. Sakaguchi, H. Sakaguchi,
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Green Science
    • 発表場所
      高知大学

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公開日: 2014-07-24  

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