地下き裂開口挙動直接計測による地殻応力の高精度評価に関する基礎研究

直接测量地下裂缝张开行为高精度评价地应力的基础研究

基本信息

批准号：
08750093
负责人：
伊藤高敏
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,パッカーを膨張させて縦き裂のあるボアホール壁面に押しつけることで壁面に圧力を負荷した際の壁面の周方向変位から,岩体の地殻応力(初期応力)を計測評価する新たな方法を検討した.このため,バッカー外周にとりつける周方向変位測定素子を試作した.試行錯誤の結果,同素子としては,ひずみゲージを絶縁性の材料で挟み込んだ構造で,また,パッカーが膨張して坑井壁面に押しつけられるまでに発生するひずみを極力除去するために,接着せず,浮かせてパッカー表面に取り付ける構造とするのがよいことがわかった.この測定素子を,本研究で新たに作成した室内実験用の小型パッカーに取り付け,その特性を模擬坑井を使って調べた.模擬坑井はアルミ製および天然の安山岩製の二種類で,坑井中心を通る対称面が分離できる構造をしており,その分離面をき裂面と見なし,地殻応力を模擬するために試験片側面に加えた圧縮応力と上記で測定したボアホール壁面の周方向ひずみの関係を調べた.この結果,上記測定法によれば,ボアホール壁面の周方向ひずみとパッカー膨張圧の関係が,昨年度の数値シミュレーションで明らかにしたようにき裂開口圧付近で大きく変化する現象を明確に捕らえられることがわかった.これにより,上記測定法によっていわゆるき裂開口圧を精度良く評価できることがわかった.また,測定された周方向ひずみとパッカー膨張圧の関係より,岩体の縦弾性係数とポアソン比を計測する方法を提案した.この方法を上記の実験結果に適用して弾性定数を求め,他の実験結果と比較した結果,両者が非常に良く一致していることがわかった.

在这项研究中，我们研究了一种新的方法，用于测量和评估岩石体从壁表面的圆周位移的岩石物体的地壳应力（初始应力），当包装器用纵向裂纹扩展并压在壁表面上时。因此，我们创建了一个附着在支持者外围的原型圆周位移测量元件。由于反复试验，发现该元件是将应变量规夹在绝缘材料之间的结构，并且不会粘合并连接到包装器表面上，以去除包装器在包装器膨胀之前产生的应变，并将其压在孔壁表面上，以使其不被粘住并固定在包装器表面上。该测量元素附着在本研究中新创建的室内实验的小包装器上，并使用模拟井研究了其特征。模拟井有两种类型：铝和天然安山岩，穿过井中心的对称平面分开。该结构具有使其被视为裂纹表面的结构，并研究了上面测得的钻孔壁的圆周应力与样品侧的压缩应力之间的关系。结果，根据上述测量方法，发现钻孔壁的圆周应变与包装工膨胀压力之间的关系可以清楚地捕获，如去年的数值模拟中所示。这表明可以通过上述测量方法以高精度评估所谓的裂纹开口压力。此外，提出了一种根据测量的圆周菌株和包装剂膨胀压力之间的关系，提出了一种测量纵向弹性模量和岩石泊松比的方法。将此方法应用于上述实验结果以找到弹性常数，并与其他实验结果进行了比较，发现两者非常一致。