岩質系材料における亀裂進展制御法の開発およびその最適設計法の構築

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・ニトロメタンの爆燃により,装薬孔内に生じる圧力とその時間変化を,簡潔かつ一般的にモデル化することに成功し,爆燃現象による岩質材料の破壊機構を明らかにした.具体的には,爆燃圧力モデルを用いてコンクリート壁の表面はつり工を想定し,装薬孔からの亀裂進展機構と亀裂方向制御について分析した.その結果,装薬孔間に生じる応力波動の干渉効果が装薬孔間の破断面平滑性を向上させる上で極めて重要な役割を果だすことを明らかにした.この研究成果をまとめた論文がInternational journal of fractureに掲載された.・爆薬による岩質材料の破砕では円筒装薬が使用されることが多い.この場合,複雑な3次元亀裂進展問題を簡易的に軸対称問題としてモデル化できると考え,新たに軸対称要素を用いた有限要素法に基づく破壊解析ツールを構築し,装薬孔底部側への亀裂進展・損傷の検証実施した。これまで主に用いていた平面ひずみ条件における破壊解析結果の適用範囲の検証を行うことが可能になり,さらに孔内の起爆条件などを検証することが可能になった.・TRU廃棄物の地層処分への高強度高緻密コンクリートの適用が検討されており,本材料の水中における亀裂の閉塞現象の分析をX線CT(非破壊内部観察)とSEM/EDX(表面分析)を用いて実施した.'具体的には,巨視き裂を導入した供試体を水中に保存し,得られたCT画像に3次元画像処理を適用し,析出箇所の同定・定量評価に成功した.本年度は,この結果をまとめた論文を投稿し,Cement & Concrete Researchに採択された.さらに,SEM/EDX分析を実施し,CT観察結果とカップリングさせることで,CT画像処理から得られた析出量などの定量評価の精度を示すことができた.