| 研究課題/領域番号 |
62550464
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
佐野 修 山口大学, 工学部, 助教授 (20127765)
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| 研究分担者 |
水田 義明 山口大学, 工学部, 教授 (20107733)
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| キーワード | 休廃止鉱山 / 止水 / 応力腐食 / 臨海応力以下のクラック伸長 / 線形破壊力学試験 / ダブルトーション試験 / 環境効果 |
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| 研究概要 |
昨年度に作製した耐腐食性ダブルトーション試験装置を用い、pH3、pH7、およびpH11の溶液中で、岩石内のクラックの伸長現象の計測を行った。なおpH3およびpH11の溶液については、H_2SO_4およびN_aOHを希釈し、pH7についてはイオン交換水を用いた。また室内温度は25±3℃に保った。岩石供試体は本来なら休廃止鉱山の母岩を用いるべきと思われるかが、特殊な岩石を採用するよりむしろ地殻内に最も多く存在すると考えられる花崗岩と玄武岩を採用した。また花崗岩の異方性を考慮して、同一応力レベルで最もクラック速度の速い方向と思われるHR供試体と、最も遅い方向と思われるGH供試体を作製した。ただしHRとはクラックの伸長方向がHardway面に垂直で、開口方向がRift面に垂直なものを表わしている。またガラスのような比較的均質な材料と異なり、花崗岩のような不均質な材料では実験データのばらつきは大きく、村田玄武岩ではそれらの中間的な傾向が認められている。本研究で得られた結果を要約すると、
1.村田玄武岩においては、同一応力レベルでクラック速度の速い順に環境条件を並べると、アルカリ環境下、純水中、酸性環境下、空気中の順となり、アルカリ環境下のクラック速度は、純水中、酸性環境下、空気中のクラック速度より、それぞれ数十倍、数百倍、数千倍速い。また純水中では、酸性環境下と空気中のそれぞれ数十倍および数百倍速い。
2.大島花崗岩のデータは同一条件下でもばらつきが大きいが、村田玄武岩と同様の傾向が認められた。アルカリ環境下のクラック速度は純水中および酸性環境下の約10倍および100倍程度、空気中の約1000倍程度速い。これらの間には本質的な差は認められないので、珪酸塩質岩石で共通の現象と思われる。
休廃止鉱山から流出する水は一般に中世から酸性と考えられるので、純水中の挙動を考慮すれば安全側と考えられる。
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