マイクロ材料試験と蛍光プラスティネーション法に基づく岩石材料試験の新展開

基于微材料测试和荧光塑化方法的岩石材料测试新进展

• 批准号: 18H01536
• 负责人: 石井 建樹
• 金额: $ 7.32万
• 依托单位: Kisarazu National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18H01536/
• 关键词: 岩石試験; マイクロクラック; 可視化; 微視クラック; 岩石; ひび割れ; 自動化; ひび割れ可視化; 岩石破壊力学; 蛍光樹脂含浸; 破壊解析; プラスティネーション

本研究は，岩石の内部に含まれる微視クラックの形状を明確にして，それらを取り入れた数値シミュレーションを実施することで，その結果から岩石破壊力学における新しい知見を見出そうとする研究である．微視クラックの形状観察のために，岩石内部に蛍光樹脂を含浸する技術の構築を目指して研究に取り組んできた．その実績として，何度か岩石内部に蛍光樹脂を含浸することに成功させることに成功したが，同様の条件で再度の含浸を試みても樹脂含浸に成功しないこともあり，当初目的としていた効率のよい普遍的な含浸手法の構築まで至ることはできていない．一方で，樹脂含浸に成功した花崗岩試験体では，花崗岩内部の鉱物粒界に樹脂が含浸する様子を観察することができた．具体的には，単純に切断研磨した観察面では同種鉱物が一様に広がっているように見える部分にも，蛍光樹脂を含浸させることによって複数の鉱物の粒それぞれが輪郭をもって観ることができ，それらが連結して存在しているような映像を確認することができた．これらの鉱物粒界は異種材料間に存在する遷移層(弱層)のようなものであったり，同種類の鉱物間では剥離層のような形状であったり，多様な形状をしていた．樹脂含浸に成功した試験体に限った観察であるが，花崗岩内部の微視クラックはき裂面というよりも，鉱物粒界の弱層や剥離層のような形状を持って多く存在している可能性を知ることができた.今後は，これらの観察事例を増やし，数値シミュレーションに反映させることで研究達成を目指す予定である．

这项研究旨在阐明岩石中包含的微观裂纹的形状，并进行数值模拟，并从结果中发现岩石断裂力学中的新发现。为了观察微观裂纹的形状，我们一直在研究研究，目的是创建一种技术以浸入荧光树脂内部的岩石内部。这一记录是，它已经成功地将荧光树脂浸入岩石中几次，但是即使在类似条件下再次浸渍后，树脂浸渍也没有成功，并且原始目的的最初目的尚未实现。另一方面，在成功用树脂浸渍的花岗岩标本中，我们能够观察树脂在花岗岩内部的矿物晶界中浸没。具体而言，当简单地切割和抛光时，同一矿物似乎通过浸渍荧光树脂在观测表面上均匀地扩散的区域，可以用轮廓来查看每个多个矿物晶粒，并可以确认它们被连接并存在的图像。这些矿物晶界具有多种形状，例如不同材料之间存在的过渡层（弱层），以及相同类型的矿物质之间的剥离层。该观察结果仅限于已成功用树脂浸渍的标本，但是可能存在花岗岩内部的微观裂纹，例如许多形状，例如矿物晶界处的弱层和剥离层，而不是裂纹表面。将来，我们计划通过增加观察示例的数量并在数值模拟中反映它们来实现我们的研究。

项目成果

花崗岩のX線CT画像によるメッシュ生成とそのき裂進展解析

使用花岗岩 X 射线 CT 图像进行网格生成和裂纹扩展分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 石井建樹，内藤潤