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2011 年度 実績報告書

X線CTによる非破壊試験が先導するジオマテリアルの構造・現象可視化イノベーション

研究課題

研究課題/領域番号 23246156
研究種目

基盤研究(A)

研究機関熊本大学

研究代表者

尾原 祐三  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50135315)

研究分担者 大谷 順  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (30203821)
山田 文彦  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (60264280)
佐藤 晃  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (40305008)
椋木 俊文  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (30423651)
麻植 久史  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (70462843)
キーワードジオマテリアル / X線CT / 可視化 / 非破壊試験
研究概要

ジオマテリアルを対象としたX線CTによる基本的試験法や測定法の高機能化,およびこれまでのX線CTを用いた非破壊試験の総合・分析・体系化・出版に焦点を絞り,適切な分担を設けて研究課題を同時に遂行し,研究代表者:尾原祐三が研究の企画と総括を行った。
き裂の可視化と定量に関する研究では,岩石破壊力学において重要な引張型(モードI)のき裂進展現象の解明を目指して研究を実施した。ここではSCB試験を実施し,亀裂進展時の応力拡大係数を評価し,岩石の異方性ならびに粒子の配向性との関係を明らかにした。加えて,マイクロフォーカスX線CTによる亀裂進展形状の可視化結果から,前期の異方性・配向性と粒界・粒内亀裂の関係を明らかにした。
せん断破壊面の可視化と変位場評価方法の高度化に関する研究では,人工マーカーを試料内に事前に埋め込み,せん断に伴うマーカーの移動を画像上で確認する方法および天然マーカーの移動を画像上で確認する2つの方法の開発を行った,その結果,せん断過程のマーカーの分布から変位場を評価する方法を開発し,せん断面の位置とダイレタンシーの定量化が可能であることを示した。
干潟底質泥内部の密度構造分布の可視化と定量に関する研究では,海底生物の生態に関係する干潟底質泥内の3次元構造特性の評価を行った。アサリなどの海底生物群の分布は底質泥内部の3次元密度構造に依存していることが知られているが,実際の干潟上の底質泥内部の密度分布を適切に分析できる試験法はない。そこで,この問題を解決するために,rX線CT型底質泥構造試験法」を開発した。試験的に実施した厚肉アクリル製の円管を用いて採取した試料のX線CT画像の分析では,表層から5~9cmの深さにアサリの住む低密度領域を評価・分析することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では,X線CTを用いた非破壊試験による構造・現象可視化イノベーションをめざし,大きく6つのテーマに関して研究を実施している。研究初年度においては,ぞれぞれの研究を推進していくための環境の整備を行い,さらに,基礎実験・予備解析などを実施しながら研究の基盤整備に当たってきた。例えば,マイクロフォーカスX線CTによる亀裂進展形状の可視化結果から,前期の異方性・配向性と粒界・粒内亀裂の関係を明らかにするなど,重要な成果が出つつある。このことから,概ね研究は順調に進捗しているものと考える。

今後の研究の推進方策

研究初年度においては研究環境の整備や,各研究テーマに関して基本的な知見やノウハウが得られつつある。また,本研究の基盤となるX線CTスキャナーのうち,2年前に導入されたμフォーカスX線CTスキャナーに関しては,本研究を推進していく過程でより高度な撮影方法,画像処理方法が確立されつつあり,成果が出始めている。よって,当初の研究計画に従って研究を実施していく予定である。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 孔壁変位測定法(CBDM)の岩盤応力変化測定への適用に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      尾原祐三
    • 雑誌名

      Journal of MMIJ

      巻: 128 ページ: 432-439

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Tide and River Discharge on Mud Transport on Intertidal Flat2012

    • 著者名/発表者名
      Yamada, F.
    • 雑誌名

      Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering

      巻: 138 ページ: 172-180

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of weathering characteristics of sandstone and an desite by freeze-thaw test2011

    • 著者名/発表者名
      S.S Kang
    • 雑誌名

      J.of Korean Society of Rock Mechanics, Tunnel & Underground Space

      巻: 21 ページ: 1177-1183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new seismic well logging technique and its application2011

    • 著者名/発表者名
      S.S Kang
    • 雑誌名

      KSCE J.of Civil Engineering

      巻: 15 ページ: 1177-1183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X線CTおよび遠心模型実験を用いた鏡ボルトの切羽面補強効果の検討2011

    • 著者名/発表者名
      高野大樹
    • 雑誌名

      土木学会論文集C(地圏工学)

      巻: 51 ページ: 107-118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arching observation in three-dimensional trapdoor problem with X-ray CT and discrete element method2011

    • 著者名/発表者名
      B.Chevalier
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 51 ページ: 459-469

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of particle size on arching in trapdoor problem using X-ray CT and discrete element method2011

    • 著者名/発表者名
      B.Chevalier
    • 雑誌名

      Proc.of IACMAG

      ページ: 82-87

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain field measurement on sand using X-ray CT data and DIC2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Watanabe
    • 雑誌名

      Proc.of Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

      ページ: 23-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Internal Sediment Density Structures around bars due to beach deformation using X-ray CT2011

    • 著者名/発表者名
      Yamada, F.
    • 雑誌名

      Journal of Coastal Research

      巻: 64 ページ: 716-720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Beach profile and sediment characteristics of a mixed sand beach under diurnal sea level variations2011

    • 著者名/発表者名
      Kakinoki, T.
    • 雑誌名

      Journal of Coastal Research

      巻: 64 ページ: 765-770

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 底質内部の密度構造の時空間変化を考慮した海浜変化予測モデルの適用性2011

    • 著者名/発表者名
      山田文彦
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海岸工学)

      巻: 67 ページ: 496-500

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多段バー地形の平面分布特性と底質密度構造2011

    • 著者名/発表者名
      外村隆臣
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海岸工学)

      巻: 67 ページ: 621-625

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Energy-Beachの岸沖地形・底質特性の変動モードの長期予測に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      辻本剛三
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 67 ページ: 576-580

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中間軟弱層を含む干潟地盤の地層断面推定精度の向上-MASWと微動アレイ探査の併用2011

    • 著者名/発表者名
      渡部要一
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 67 ページ: 1361-1365

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Temperature on BTEX Permeation through HDPE and fluorinated HDPE geomembranes2011

    • 著者名/発表者名
      R.K.Rowe
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 51 ページ: 1103-1114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X線CT法によるベントナイトの膨潤・均質化プロセスの分析2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤晃
    • 雑誌名

      Journal of MMIJ

      巻: 128 ページ: 86-93

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of tracer diffusion process trough crack surfaces in porous rock by means of X ray CT2011

    • 著者名/発表者名
      A.Sato
    • 雑誌名

      Proc.of ROCMEC'2011-Xth Regional Rock Mechanics Symposium

      ページ: 187-194

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the confined pressure type of multi-purpose rock flow system and its application to the evaluation of permeability of various geomaterials2011

    • 著者名/発表者名
      A.Sato
    • 雑誌名

      Proc.Of ISRM International Congress on Rock Mechanics

      ページ: 1357-1360

    • 査読あり
  • [学会発表] 来待砂岩の強度2012

    • 著者名/発表者名
      橋本淳弘
    • 学会等名
      平成24年度資源・素材学会春季大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 数理形態演算による地盤内多相流動シミュレーション手法の提案2011

    • 著者名/発表者名
      三上和昭
    • 学会等名
      第66回土木学会全国大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20110907-20110909
  • [学会発表] Estimation of fracture toughness of anisotropic rocks by SCB test and visualization of fracture by means of X-ray CT2011

    • 著者名/発表者名
      M.Kataoka
    • 学会等名
      ISRM 12th International Congress on Rock Mechanics
    • 発表場所
      中国・北京
    • 年月日
      2011-10-19
  • [学会発表] ベントナイト膨潤過程の可視化と透水特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤晃
    • 学会等名
      資源・素材2011(堺)
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-09-27
  • [学会発表] 活断層表層部の放射性核種濃度と周辺の地震活動との関連性2011

    • 著者名/発表者名
      縄田雄哉
    • 学会等名
      資源・素材学会九州支部
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 年月日
      2011-06-03

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公開日: 2013-06-26  

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