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2014 年度 実績報告書

物理化学作用によるフラクチャーコントロールに基づく岩質材料の長期強度・浸透性制御

研究課題

研究課題/領域番号 25870357
研究機関鳥取大学

研究代表者

奈良 禎太  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00466442)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード岩石 / 鉱物 / き裂 / 温度 / 湿度 / 水 / イオン濃度 / き裂修復
研究実績の概要

本研究では,鉱物の析出が生じる環境下で,フラクチャー修復と開口保持が実現できる条件を室内試験で見出すことにより,岩質材料の長期強度と浸透性の制御技術の構築を目指した。特に,温度・湿度や水質を制御して力学試験を行い,フラクチャー修復・開口保持の周辺環境依存性を調べた。
本年度では、X線CTや顕微鏡観察、破壊力学試験を用いることによって,フラクチャー修復や開口保持に及ぼす影響因子を調べた。X線CTによって、岩質材料(コンクリートや岩石)内部を非破壊で観察でき,顕微鏡では微視的な観察が実現できた。
さらに,フラクチャーの密度や連結性を考慮したモデルで理論計算を行い,岩石の長期強度に関するモデル計算を行った。その結果、水が岩石の長期強度に強く影響することが示され、また、イオン濃度が粘土を含む砂岩の破壊に影響を及ぼすことが示された。
これらの成果により,フラクチャー修復と開口保持による「フラクチャーコントロール」が実現でき、長期強度と浸透性に及ぼす影響を解明することができた。特に、周辺環境をコントロールすることによって、岩質材料の長期挙動を制御することができることを示した。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Effect of anisotropy on the long-term strength of granite2015

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

      Rock Mechanics and Rock Engineering

      巻: 48 ページ: 959-969

    • DOI

      10.1007/s00603-014-0634-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of fracture sealing in High-strength and Ultra-low-permeability concrete by micro-focus X-ray CT and SEM/EDX2014

    • 著者名/発表者名
      D. Fukuda, M. Maruyama, Y. Nara, D. Hayashi, H. Ogawa and K. Kaneko
    • 雑誌名

      International Journal of Fracture

      巻: 188 ページ: 159-171

    • DOI

      10.1007/s10704-014-9952-6

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influences of electrolyte concentration on subcritical crack growth in sandstone in water2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nara, R. Nakabayashi, M. Maruyama, N. Hiroyoshi, T. Yoneda and K. Kaneko
    • 雑誌名

      Engineering Geology

      巻: 179 ページ: 41-49

    • DOI

      10.1016/j.enggeo.2014.06.018

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 周辺環境の変化を考慮した岩石のサブクリティカルき裂進展に基づく長期強度の評価2014

    • 著者名/発表者名
      奈良禎太,大江悠真,村田澄彦,石田毅,金子勝比古
    • 雑誌名

      材料

      巻: 63 ページ: 212-218

    • 査読あり
  • [学会発表] Influence of water on subcritical crack growth and long-term strength for carbonate rock2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nara, Y. Nishida, T. Ishida and K. Kaneko
    • 学会等名
      13th International Congress on Rock Mechanics (ISRM 2015)
    • 発表場所
      モントリオール, カナダ
    • 年月日
      2015-05-10 – 2015-05-13
  • [学会発表] Evaluation of 3-D strain distribution in lignite based on image analysis2015

    • 著者名/発表者名
      D. Fukuda, M. Maruyama, J. Kodama, Y. Fujii, N. Aramaki, K. Kaneko and Y. Nara
    • 学会等名
      13th International Congress on Rock Mechanics (ISRM 2015)
    • 発表場所
      モントリオール, カナダ
    • 年月日
      2015-05-10 – 2015-05-13
  • [学会発表] 温度・湿度を制御した環境下における岩石のP波伝播速度の測定2015

    • 著者名/発表者名
      奈良禎太・中尾尭雅
    • 学会等名
      資源・素材学会平成27年度春季大会
    • 発表場所
      千葉工業大学, 習志野市
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-29
  • [学会発表] Observation of fracture process of rocks subjected to freeze-thaw cycles using X-ray CT2014

    • 著者名/発表者名
      J. Kodama, M. Nakaya, Y. Nara, T. Goto, D. Fukuda, Y. Fujii and K. Kaneko
    • 学会等名
      8th Asian Rock Mechanics Symposium
    • 発表場所
      札幌, 日本
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
  • [学会発表] Influence of surrounding environment on subcritical crack growth in marble in air2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishida, Y. Nara, T. Ishida and K. Kaneko
    • 学会等名
      8th Asian Rock Mechanics Symposium
    • 発表場所
      札幌, 日本
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
  • [学会発表] Observation of mineral precipitation on rock surface2014

    • 著者名/発表者名
      A. Nakao, Y. Nara, K. Kashiwaya, T. Ishida and H. Ogawa
    • 学会等名
      8th Asian Rock Mechanics Symposium
    • 発表場所
      札幌, 日本
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
  • [学会発表] Evaluation of principal stress dirctions and ratio in underground from P-wave velocity measurement in granite2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nara, H. Kato, K. Kaneko and K. Matsuki
    • 学会等名
      8th Asian Rock Mechanics Symposium
    • 発表場所
      札幌, 日本
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
  • [学会発表] Estimation of long-term strength of rock based on subcritical crack growth measurement2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nara, Y. Oe, S. Murata, T. Ishida and K. Kaneko
    • 学会等名
      12th Congress of the International Association for Engineering Geology and the Environment
    • 発表場所
      トリノ, イタリア
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-19
  • [学会発表] 淡水環境下における岩質材料のき裂閉塞挙動2014

    • 著者名/発表者名
      福田大祐・丸山恵・奈良禎太・金子勝比古・小川秀夫
    • 学会等名
      資源・素材2014(熊本)
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
  • [学会発表] 高強度緻密コンクリートのき裂閉塞挙動に与える温度の影響2014

    • 著者名/発表者名
      田中翔・福田大祐・奈良禎太・金子勝比古・小川秀夫
    • 学会等名
      平成26年度資源・素材学会北海道支部会春季講演会
    • 発表場所
      JAEA幌延深地層研究センター, 幌延町
    • 年月日
      2014-06-14
  • [学会発表] 花崗岩の破壊じん性異方性2014

    • 著者名/発表者名
      奈良禎太
    • 学会等名
      日本材料学会第63期学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学, 福岡市
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-18
  • [学会発表] 大理石のサブクリティカルき裂進展に及ぼす湿度の影響2014

    • 著者名/発表者名
      西田雄貴・奈良禎太・石田毅
    • 学会等名
      日本材料学会第63期学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学, 福岡市
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-18
  • [学会発表] 周辺環境制御下で測定した砂岩のP波伝播特性に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      中尾尭雅・奈良禎太・石田毅
    • 学会等名
      日本材料学会第63期学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学, 福岡市
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-18
  • [学会発表] 3次元画像解析を用いた岩石内ひずみ分布の評価法2014

    • 著者名/発表者名
      福田大祐・丸山恵・荒牧憲隆・奈良禎太・金子勝比古
    • 学会等名
      日本材料学会第63期学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学, 福岡市
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-18

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公開日: 2016-06-01  

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