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

不排水条件下单面剪切变形孔隙水压力变化试验研究

基本信息

批准号：
17760390
负责人：
上原真一
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

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.

这项研究旨在开发岩石室变形渗透性测试装置，旨在阐明当岩石在非散热条件下岩石发生剪切变形时，应变，应变和孔隙水压的变化。今年，从去年开始，我们专注于建立一个可以在静水压力条件下衡量渗透特性的系统，考虑到将来它将与三轴变形测试兼容。除了去年开发的部分外，我们还建立了渗透流量测量系统。该系统由浮子流量计和数字流量计组成，其特征是其能够测量从0.05cc/min到5升至5升/分钟的广泛面积的气流。此外，我们还开发了一个内部负载转换器，目的是将来执行轴向变形。为了提高测量准确性，我们基于结合差分变压器（LVDT）的概念设计了一个负载转换器，这是一种高精度位移计，将其安装到负载计中，并在约束压力下安装它，从而减少了O-Rings造成的摩擦效应，等等。在密封压力下测量平行于切口的方向。密封压力从低压逐渐增加，kawara层的约束压力约为5MPa，声音层的约束压力约为30mpa，与无裂纹的结果几乎相同。很有趣的是，沿裂纹的渗透特性的依赖性取决于岩石的类型，也许是岩石的整合程度和强度的程度。