ボアホール孔壁変位計測に基づく新しい岩盤応力測定法の開発

基于井壁位移测量的新型岩石应力测量方法的开发

• 批准号: 14655380
• 负责人: 尾原 祐三
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655380/
• 关键词: 岩盤応力; 岩盤応力測定法; ボアホール; レーザ変位計; 孔壁変位分布; 弾性理論

本研究は、これまで高価で時間がかかった岩盤応力測定が、簡易、安価、かつ、高精度に実施できる新しい岩盤応力測定法の開発を目的としている。岩盤にボアホールを作孔すると、周辺に作用している岩盤応力に応じてボアホールは変形する。岩盤が弾性体と仮定でき、ボアホールが真円で作孔されると仮定すると、ボアホール壁面の変位を全周にわたって精度良く計測することができれば、その変位分布を基に弾性論に従って作用している岩盤応力の評価が可能である。そこで、小型・高精度レーザ変位計を用いた孔壁変位計測装置の試作を行うとともに、ボアホールが真円で作孔され、かつ、岩盤が等方均質弾性体と仮定し、孔壁変位分布から作用している岩盤応力を決定する方法の理論的基礎を構築した。また、レーザ変位計の測定精度は0.0001mmであるので、この測定精度を持つ装置を用いた場合に測定可能な岩盤応力の大きさや方向、岩盤ヤング率およびボアホール半径が測定精度に及ぼす影響などについて構築した理論を用いて検討した。また、他の方法でこれまでに測定された岩盤応力の下でボアホールが作孔されたときの孔壁変位を計算し、その変位の測定に本装置の適用が可能であることを明らかにした。さらに、試作した孔壁変位計測装置を用いて室内試験を行い、構築した理論を用いて応力の測定精度を検討した。この結果、初期応力(絶対応力)の測定にはボアホール半径を0.01mmの精度で測定する必要があることを明らかにするとともに、応力変化の測定にはボアホール半径の測定精度はほとんど影響されず、精度よく岩盤応力が決定できることを示した。本研究で試作した装置にはまだ多くの改良点があるので、今後はこれらの改良を行うとともに、それを用いて原位置試験を行う予定である。

The purpose of this study is to develop a new method for measuring rock mass force, which is simple, safe and accurate. The rock plate is formed by a hole and a peripheral action. The rock mass is stable and stable. The rock mass is stable. The rock mass is stable and stable. The rock mass is stable. The theoretical foundation of the method for determining the pore wall displacement force is established. The measurement accuracy of the position meter is 0.0001 mm, and the measurement accuracy of the device is discussed in the case of measuring the maximum direction of the possible rock plate force, the rock plate rate, and the radius of the rock plate. This method is applicable to the measurement of the rock surface force and the calculation of the hole wall position. The measurement accuracy of the hole wall measurement device is discussed in the laboratory. The results show that the determination of initial force (absolute force) is accurate to 0.01 mm, and the determination of initial force is accurate to 0.01 mm This study attempts to improve the device in the future.

项目成果

D.Taniguchi, T.Yoshinaga, Y.Obara: "Method of rock stress measurement based on cross sectional borehole deformation scanned by a laser displacement sensor"Proc.of 3^<rd> Int.Symp.on Rock Stress. 283-288 (2003)

D.Taniguchi、T.Yoshinaga、Y.Obara：“基于激光位移传感器扫描的横截面钻孔变形的岩石应力测量方法”Proc.of 3^<rd> Int.Symp.on Rock Stress。

Y.Obara, T.Matsuyama, D.Taniguchi, Y.Yoshinaga: "Cross-sectional Borehole Deformation Method (CBDM) for Rock Stress Measurement"Proc.of 3^<rd> ARMS. (発表予定). (2004)

Y.Obara、T.Matsuyama、D.Taniguchi、Y.Yoshinaga：“用于岩石应力测量的横截面钻孔变形方法（CBDM）”Proc.of 3^<rd> ARMS（即将提交）。