| 研究課題/領域番号 |
60420043
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
岡村 宏 熊本大, 工学部, 教授 (40040373)
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| 研究分担者 |
秋本 昌胤 九州東海大学, 工学部, 教授 (40105929)
尾原 祐三 熊本大学, 工学部, 助手 (50135315)
大見 美智人 熊本大学, 工学部, 助教授 (30040405)
金子 勝比古 熊本大学, 工学部, 助教授 (20128268)
菅原 勝彦 熊本大学, 工学部, 助教授 (60109668)
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| キーワード | 鉱柱 / 動的載荷試験 / 不連続面 |
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| 研究概要 |
昨年度購入したMTS高速材料試験機の動的載荷特性に関する較正試験を実施し、種々の載荷振幅に対する周波数-荷重曲線を求めた。特に、本試験機の制御可能な最大載荷周波数は30Hzであるが、30〜200Hzの帯域においても充分測定可能な動的載荷がなされることを確認した。この結果をもとに、載荷周波数範囲0.01〜300Hzの動的載荷試験の計測システムを試作し、天草砂岩を供試体とした動的載荷試験を実施した。その結果によると、今回の実験で設定した載荷応力振幅0.1〜2MPaの範囲では天草砂岩のヤング率は載荷応力振幅に依存しないことがわかった。また、ヤング率の値は載荷周波数に依存し、1〜200Hzの範囲では周波数の増大に伴って増大することが明らかとなった。さらに、共振法,超音波パルス法等による弾性波試験の結果によれば、1K〜400KHzの周波数帯域においてヤング率の値は周波数に独立な一定値となることも確認された。これらの結果は岩石の変形特性に関する新たな知見であり、岩石内に潜在する閉合型クラックの動的変形挙動さらには動弾性と静弾性との関連を知る上での重要な糸口となるものと思われる。
岩石供試体を用いた一連の基礎研究の成果を実際の鉱柱・岩盤に適用するための一段階として、まず、採掘空洞および周辺坑道等の岩盤表面観察により鉱柱・岩盤内の不連続面分布特性を定量化する方法について理論的・実験的検討を加えた。そして、簡便な不連続面評価法として修正スキャンライン法と面密度法の2種の方法を開発するとともに、それらの評価理論を大系化した。これらの方法を用いて、国内の4鉱山の岩盤計12ヵ所を対象として岩盤内不連続面の分布特性を分析した。その結果により、本手法の妥当性を確認するとともに、不連続面分布の解析により空洞周囲岩盤のゆるみ域寸法を推定する方法を明らかとした。なお、FEM及びBEMによる鉱柱の動的・静的変形性の解析も実施した。
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