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2010 Fiscal Year Annual Research Report

多鉱岩の弾性変形におけるカルサイト応力計の開発

Research Project

Project/Area Number 22340152
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

坂口 有人  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 技術研究主任 (80304666)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 久田 真  東北大学, 工学研究科, 教授 (80238295)
柳澤 和道  高知大学, 教育研究部総合科学系, 教授 (90145110)
京谷 孝史  東北大学, 工学研究科, 教授 (00186347)
寺田 賢二郎  東北大学, 工学研究科, 准教授 (40282678)
皆川 浩  東北大学, 工学研究科, 助教 (10431537)
Keywords応力 / カルサイト / 水熱合成 / コンクリート / 結晶工
Research Abstract

本研究は,岩石やコンクリート等の多鉱材料が受けた力の大きさを材料が弾性回復した後に読み取る方法を確立することにある.これは断層が有した過去の地震エネルギーの大きさの推定や,コンクリート構造物が受けたダメージの大きさを応力イベント後に評価することを可能とするものである.カルサイト結晶は受けた力に応じて結晶内部の双晶変形が増加することで知られている.これをマイクロ応力計とすることで断層やコンクリート建築物への応用を目指す.ただし天然のカルサイトは不純物を多く含み,かつ過去の履歴を有しているので人工のカルサイト粒子を水熱合成する.また合成カルサイトの単結晶試験およびカルサイトを含む人工岩石(コンクリート)の実証試験を行う.そして個々のカルサイト結晶と材料全体にかかる力の関係を数値モデルによってシミュレーションし,力学試験と比較する.
昨年度は,応力計として実用化するための砂状サイズのカルサイト結晶の水熱合成に成功した.これまでセンチもしくはナノメートルオーダーの結晶は合成されてきたがミリメートルオーダーの結晶合成は初めての成果であり特許を申請した.この砂状カルサイトを固結させた粒状体の一軸圧縮試験を行い,載荷量に応じて双晶変形が増加することを確かめた.また双晶変形の力学挙動を確かめるために,結晶構造に基づく計算モデルの検討と大型単結晶を用いた変形試験を実施した.その結果,結晶サイズに対して変形量が小さい場合には,弾性回復に伴って双晶変形が消失する場合があり,試料サイズに対して十分に小さい結晶を用いる方がよいことがわかった.

  • Research Products

    (4 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Elastic stress indication in elastically rebounded rock2011

    • Author(s)
      Arito Sakaguchi
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Paleo-stress estimation of elastic rebounded fault rock based on calcitetwin2010

    • Author(s)
      Arito Sakaguchi
    • Organizer
      2010 American Geophysical Union, Fall meeting
    • Place of Presentation
      Moscon center, San Francisco, USA
    • Year and Date
      2010-12-14
  • [Presentation] カルサイト双晶応力計の従来の問題点と人工カルサイトによる力学試験2010

    • Author(s)
      坂口有人
    • Organizer
      日本地質学会第117年学術大会(2010富山)
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2010-09-18
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カルサイト単結晶の製造方法2011

    • Inventor(s)
      柳澤和道・坂口有人・阪口秀
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人高等大学独立法人海洋研究開発機構
    • Industrial Property Number
      2011-25329
    • Filing Date
      2011-02-08

URL: 

Published: 2012-07-19  

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