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.

本研究的目的是开发一种岩石室变形渗透率测试装置，旨在阐明岩石在不排水条件下发生剪切变形时应力、应变和孔隙水压力的变化。今年，继去年之后，我们将专注于构建一个可以测量静水应力条件下渗流特性的系统，同时记住，我猜该设计将来将支持三轴变形测试。除了去年开发的部件外，我们还构建了渗流流量测量系统，该系统由浮子流量计和数字流量计组成，可以测量 0.05 cc/min 至 5 升/min 的宽范围气体流量。这是一个特点。我们还开发了内部负载传感器。为了提高测量精度，我们将高精度位移计差动变压器（LVDT）集成到称重传感器中，并将其安装在围压下，我们设计了负载转换器。基于减少摩擦力影响的概念此外，为了评估岩石中单个裂纹的影响，我们用切割机对北海道幌延地区第三纪和第三纪沉积岩的鱼池组和琴井组的岩石标本进行了切割在围压下测量平行于切口方向的渗透率。围压从低压逐渐增加。测量的结果是，鱼池组的围压约为5 MPa，Koetoi组的围压约为30 MPa，这与没有裂缝的结果几乎相同，这是非常有趣的实验。证实这取决于材料的类型，可能是固结程度和强度。