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動的破壊プロセスを考慮した岩石材料の動的引張強度の評価

考虑动态断裂过程的岩石材料动态抗拉强度评价

基本信息

批准号：
15760612
负责人：
久保田士郎
金额：
$ 2.3万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者が提案した水中衝撃波を用いた動的破壊挙動実験装置を使用して一連の実験を行い、動的破壊プロセスを含む引張強度を評価するために必要な情報の収集を行った。実験と数値解析とを組み合わせ、動的引張強度評価方法の確立を目指し研究を行った。装置は、爆薬部、水で満たされたPMMAパイプ部、ならびに円筒状岩石試料からなる。爆発エネルギーをPMMAパイプ中の水に導入し、水中衝撃波を発生させる。PMMA部の長さを調整するだけで、試料に採用する荷重を制御できるところが最大の特徴であり、荷重作用面ならびにその反対側の自由面近傍における破壊挙動の情報を取得できる。すでにPMMA部長さの違いが破壊挙動に及ぼす影響評価のための十分な情報を得た。本年度は試料寸法の影響の検討を行うために、直径の異なる試料について実験を行った。直径を60〜20mmとした場合について、PMMAパイプ部の長さを70mm,100mmとして実験を行った。レーザー速度計を用いた自由面速度履歴、高速度撮影による破壊状況の観察を主に行った。同一条件下もと、自由面速度履歴には再現がある。初期に生成される主亀裂位置は、荷重速度が大きい場合は同一条件下で顕著な違いが無いが、荷重速度が小さくなると顕著なばらつきが確認される。同一荷重条件下では、直径の違いによらず波形の立ち上がり時間について顕著な違いはない。ピークからの減衰率につて、直径40mm以上の場合と比較して、20mmの場合が大きい。破断は破壊過程が始まってから100μs以下の短い時間で達成される。本年度の研究で動的引張強度を評価するために必要十分なデータ収集は達成された。この成果は17年度の国際会議で発表予定である。爆薬の爆轟から水中衝撃波が発生・伝播し試料と干渉するまでの過程を一貫して数値解析した。PMMA部長さの違いにより試料に入射直後の圧力が顕著に変化する。実験との対比より、少なくとも500MPaの衝撃圧が作用したとき爆源側の試料端面が大きく破壊される。

The applicant proposes to collect the necessary information for the application of underwater shock waves in the form of continuous operation, dynamic operation, and evaluation of tensile strength. The establishment of evaluation methods for dynamic tensile strength and numerical value analysis The device is equipped with PMMA, explosive part, water and other materials. The explosion occurred in PMMA, and the shock wave in water was generated. PMMA part length adjustment, sample application, load control, maximum characteristics, load action surface, opposite side near the free surface to obtain information about the vibration. We also obtained very detailed information about the violations and actions of the PMMA minister and the impact on the evaluation. This year, the impact of sample size and diameter on sample size was investigated. Diameter: 60 ~ 20mm, PMMA: 70mm, PMMA: 100mm Free surface velocity tracking, high velocity imaging, and detection of damage. Under the same conditions, the velocity of the free surface is reduced. In the initial stage, the main crack position is different, the load speed is different, and the load speed is different. Under the same load condition, the diameter of the wave is different from the height of the wave. The attenuation rate is higher when the diameter is more than 40mm than when the diameter is 20mm The process of breaking and breaking is started in a short time of less than 100μs. This year's research was conducted to assess the intensity of the research effort and to assess the impact of the research effort. The results of the 17-year international conference will be announced. A consistent numerical analysis of the processes involved in the generation, propagation, and drying of underwater shock waves from detonation PMMA is the main component of the sample, and the pressure after the incident is reduced. The impact pressure of 500MPa is applied to the sample end surface on the explosion source side.