高分解能中性子回折装置を用いた応力下での岩石の変化挙動に関する研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360471
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 石垣 徹 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (00221755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 児玉 淳一 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (70241411)
• Keywords: 残留応力測定 / 中性子回折 / 圧縮応力下回折実験 / 花崗岩 / 大理石

Research Abstract

これまで、岩石の残留応力の測定として、粉末中性子回折装置を用いて、回折データの測定を行ってきている。本研究では、圧縮下で中性子回折実験を行うことで、応力下の回折データを測定し、これと残留応力のデータとを比較することによって、岩石が地中で受けていた応力を推定する方法を開発することを、研究の目的としている。
本年度は、昨年度、高エネルギー加速器研究機構パルス中性子実験施設(KENS)の高分解能粉末中性子回折装置(Sirius)に圧縮試験機を設置して行われた、花崗岩の圧縮応力下での中性子回折実験の解析を進めた。回折ピークの位置が最も大きく変化している(110)反射では、その変化より求めた歪み値は、ボアソン比により軸方向に変換して1Nあたり1.7*10^<-4>%であり、応力に変換すると5.5Mpaという値が求められている。この値は、実際に残留応力として測定されている値に比べるとかなり小さくなっている。花崗岩の場合、種々の成分の混合している中の、石英の応力による変化の測定を行っているわけであるが、他の成分の寄与があることを考えると、単成分の岩石を用いて実験を行う必要があると考えられる。そのため、大理石の試料を購入し、圧縮試験機を用いて中性子回折実験を行った。大理石を用いた結果については、現在解析中である。
昨年度および本年度の成果は、6月に香港にて行われた、アジア結晶学会において報告を行った。また、2月末に、本補助金とは別の予算による出張ではあったが、英国ラザフォード研究所において、中性子残留応力解析装置(ENGIN-X)の見学を行うとともに、関係者との意見交換を行っている。