岩盤力学基礎

[PY-4] 花崗岩を構成する鉱物粒子の破壊靭性

^○片岡みなみ, 澤城光二朗, 伊東孝史, 高島和希, 尾原祐三 (熊本大学)

Keywords:破壊靭性, 鉱物粒子, 微小供試体, 花崗岩

岩盤構造物の設計，建設および安全性評価において，対象とする岩石の破壊の進展挙動を把握することが重要な課題である。岩石は自然の材料であり，鉱物粒子，石基や基質などで構成され，さらには微小クラックや空隙などの欠陥をも含むため，微視的には不均質体といえる。岩石材料における破壊の進展挙動は，このような岩石の微小構造特性や，微視的な強度・変形特性に影響を受けると考えられ，この解明のためには，鉱物粒子単体の強度のような，岩石の微視的な強度を評価する必要がある。
そこで本研究では，破壊き裂の進展抵抗を示す強度指標である破壊靭性を微視的なスケールにおいて評価できる新たな試験法を提案し，花崗岩を構成する鉱物粒子の破壊靭性を評価した。具体的には，長さ3 μmの人工き裂を有した10 x 10 x 50 μmの微小片持ち梁供試体を，花崗岩中の数種類の鉱物粒子内に作製した。そして，これらの微小供試体を用いて破壊靭性試験を実施し，微視的な破壊靭性は，従来の数cmの供試体を用いた試験で評価された破壊靭性よりも小さな値を示し，また，鉱物の種類によってもその値が大きく異なるという結果を得た。