非排水条件における一面せん断変形に伴う間隙水圧変化に関する実験的研究

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本研究は,岩石が非排水条件下でせん断変形した際の応力、ひずみ、および間隙水圧の変化の様子を解明することを目指し、岩石室内変形透水試験装置を開発することを目的とする。本年度は,昨年度にひきつづき,デザイン上は将来的に三軸変形試験に対応することを念頭に置きつつ、本研究では静水圧の応力条件下での浸透特性を測定できるシステムを構築することに焦点を当てた。昨年度開発した部分に加えて,浸透流測定システムを構築した.このシステムは,フロート式流量計とデジタル式流量計からなり,0.05cc/分から5リットル/分まで幅広い領域のガス流量を測定できるのが特長である.また,将来的に軸変形を行うことを見据えて,内部荷重変換機の開発も行った.測定精度を向上できるように,高精度変位計である差動変圧器(LVDT)を荷重計に組み込み,それを拘束圧下で設置することによってOリング等による摩擦の効果を軽減する,というコンセプトのもと,荷重変換機の設計を行った.また,岩石中の単一亀裂の影響を評価するための試みとして,北海道幌延地域の第三紀および第三紀堆積岩の勇知層および声問層について,岩石供試体にカッターで切れ目を入れ,その切れ目に平行な方向の浸透率を封圧下で測定した.封圧を低圧から徐々に増加させて測定した結果,勇知層では拘束圧が5MPa付近,声問層では拘束圧が30MPa付近で,亀裂無しの結果とほぼ同様の値を示した.亀裂沿いの浸透特性の拘束圧依存性が岩石の種類,おそらく固結度や強度に依存することが実験的に確かめられたのは非常に興味深い.