一定応力の下で凍結融解作用を受ける岩石の変形・破壊挙動に関する基礎的研究

恒应力冻融作用下岩石变形与断裂行为基础研究

• 批准号: 12750825
• 负责人: 児玉 淳一
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750825/
• 关键词: 凍結融解作用; 一定応力; 岩石; 変形; 破壊; 凍結; 凍結融解試験; 花崗岩; 凝灰岩; ひずみ; 含水比; 差応力負荷型凍結融解試験装置; 含水飽和

凍結状態にある凝灰岩の供試体を用いた一軸圧縮試験とクリープ試験を実施し,凍結状態にある岩石の変形・破壊挙動を把握した後,供試体に凍結融解作用を与えながらクリープ試験を行い,一定応力の下で凍結融解作用を受ける岩石の変形・破壊挙動について調べた.前者の試験の温度は-20℃とし,後者の試験では温度を-20℃〜+20℃の間で繰り返し変化させた.供試体の含水比は12%である.凍結状態にある凝灰岩の変形・破壊挙動には,次のような特徴が見られた.一軸圧縮試験では,強度破壊点の70%〜80%の応力レベルから軸ひずみの非直線性が顕著になり,未凍結状態(+20℃)の場合に比べ,軸方向,横方向ともに限界ひずみの値が大きい.強度破壊点以降,緩やかなひずみ軟化を示し,未凍結状態のような脆性的な破断は認められない.AEイベントは,載荷を開始した直後からほぼ一定の割合で増加し,強度破壊点以降も著しい急増傾向は見られない.B値は,強度破壊点以降までほぼ一定の値を示し,明確な低下傾向は見られない.一軸圧縮強度は,未凍結状態に比べ,60%程度大きい.クリープ試験では,3次領域に到ってもAEイベントの急増やb値の低下が明確に見られないまま,ひずみが急増する.明瞭な破断面は確認できず,未凍結状態の場合に比べ,全体的にひずみ量は大きい.凍結融解作用を与えたクリープ試験では,凍結過程(-4℃→-20℃)と融解過程(+4℃→+20℃)にAEが頻発した.凍結状態(-20℃の間)において,ひずみはほぼ一定の割合で増加する傾向が見られ,融解状態(+20℃の間)では,最初,ひずみは急増するが,増加割合が次第に減少する傾向が見られた.

Frozen に あ る tuff の を selected body with い た one axis 圧 shrinkage test と ク リ ー プ test を be し, frozen に あ る rock の - shape, broken 壊 挙 dynamic を grasp し た, selected body fusion effect を に freeze and え な が ら ク リ ー プ test を い, で freeze melting function under certain 応 force の を by け る rock の - shape, broken 壊 挙 dynamic に つ い て adjustable べ た . The former <s:1> experiment was conducted at a temperature of <s:1> -20℃と と, while the latter で experiment was carried out at a temperature of を between -20℃ and +20℃ <e:1> to undergo で return mutation させた. The <s:1> water content ratio of the test subject is である 12%である. The <s:1> deformation and destruction of the にある tuff in the frozen state に に に the characteristics of the sub-<s:1> ような が are shown in られた. Intensity of a shaft 圧 shrinkage test で は, broken 壊 の 70% ~ 80% の 応 force レ ベ ル か ら shaft ひ ず み の non linear が 顕 the に な り, not frozen (20 ℃) + に の occasion than べ, axis direction, cross direction と も に limit ひ ず み の numerical が big き い. Strength broken 壊 point, slow や か な ひ ず み softening を し, not frozen の よ う な brittle broken な は recognition め ら れ な い. AE イ ベ ン ト は, load を began し た straight after か ら ほ ぼ の cut mixing で raised し, strength to break the も 壊 point to drop the し い urgent rights tendency は see ら れ な い. B numerical は, pop 壊 point intensity to drop ま で ほ ぼ on certain の numerical を し, To determine the low tendency of な, see られな られな. A shaft は 圧 shrink strength, not frozen に than べ, 60% degree of big き い. ク リ ー プ test で は, three areas に to っ て も AE イ ベ ン ト の urgent raised や b low numerical の が に clearly see ら れ な い ま ま, ひ ず み が urgent raised す る. It is clear that the な cross-section is confirmed to be で ず ず, and in the unfrozen state, the に amount in the <s:1> situation is に larger than that in the べ, and the overall にひずみ amount is <e:1> greater than べ. Freeze fusion effect with え を た ク リ ー プ test で は, freezing process (20 ℃) - 4 ℃ - - と melting process (20 ℃) + 4 ℃ and + に AE が frequency 発 し た. Frozen (20 ℃) between の に お い て, ひ ず み は ほ ぼ の cut mixing で raised plus す る tendency が see ら れ, melting state (+ 20 ℃) between の で は, initially, ひ ず み は urgent raised す る が, rights and cut us が initial に reduce す る tendency が see ら れ た.