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2016 年度 実績報告書

結晶質岩における超音波減衰メカニズムの解明と均質化モデルの提案

研究課題

研究課題/領域番号 26420459
研究機関岡山大学

研究代表者

木本 和志  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30323827)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード結晶質岩 / 弾性波 / 表面波 / 群速度
研究実績の概要

本研究では、結晶質岩中の弾性波伝播挙動と、結晶粒スケールでの微視的構造の関係を理解することを目的として、超音波計測と波形解析を行ったものである。超音波計測には、典型的な結晶質岩である花崗岩を用い、弾性波伝播挙動を詳細に調べるべく、レーザードップラー振動計による表面波の測定を行った。表面波の計測を精確に行うために、ここでは試料と振動計の相対位置は3軸ステージで制御し、500kHz程度の周波数成分をもつ表面波を励起して、その透過経路上での鉛直振動成分を取得する実験システムを構築した。計測により得られた時空間波形に、周波数解析を行なうことで、結晶質岩中の表面波伝播速度は約2.5km/sec程度と、健全な岩の典型的な横波音速程度の値となることが分かった。ただし、花崗岩は弾性波の媒体として、強いローパスフィルターとして作用し、その周波数特性は、多重散乱効果により非常に複雑になることも明らかとなった。そこで、観測波形から透過波成分と反射波成分を分離を行ない、散乱波の発生源と強度を推定したところ、強い散乱波は結晶粒界でなく、主としてマイクロクラックを含む鉱物粒(長石および石英粒)において発生することが明らかになった。以上により、結晶質岩を非均質媒体としてモデル化する際、き裂性媒体としての取り扱いが必要であることを示すとともに、超音波計測結果から逆に、特定の鉱物粒やき裂の分量を推定するための弾性波非破壊検査法の開発につながる有益な情報を得ることができた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] An elastodynamic computational time-reversal method for shape reconstruction of traction-free scatterers2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kimoto, K. Nakahata, T. Saitoh
    • 雑誌名

      Wave Motion

      巻: 72 ページ: 23-40

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.wavemoti.2016.12.007

    • 査読あり
  • [学会発表] 表面波計測による結晶質岩の物性評価に向けた基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      松井裕哉,尾崎裕介,木本和志,市川康明
    • 学会等名
      材料学会 第66回年次学術講演会
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2017-05-27 – 2017-05-27

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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