岩盤力学・開発機械

[1510] 脆性-延性遷移条件下における稲田花崗岩の水圧破砕

^○江川基樹¹, 沼倉達矢¹, 渡邉則昭¹, 坂口清敏¹ (1.東北大学大学院環境科学研究科)

司会:伊藤高敏(東北大学)

キーワード：EGS, 脆性-延性遷移, 花崗岩, 地熱開発

本研究では，岩石の延性領域における破壊特性を明らかにする目的で，脆性および延性条件下において岩石に水圧刺激を与え，形成されるき裂の観察および透水性評価を行った．実験は，水圧刺激用の孔をあけた稲田花崗岩の円柱供試体を用い，ヒーター付きの封圧三軸試験機にて，温度・封圧を操作することで脆性および延性条件を再現し，ポンプで注水することで水圧刺激を与えた．今回は，温度450℃下において封圧20 MPaおよび30 MPaの2条件で実験を行った．
実験の結果，比較的大きい初期浸透率を持つ供試体では，浸透率の増加もなく，き裂が形成されなかったが，比較的小さい初期浸透率を持つ供試体では，いずれの封圧条件においても，P_b = 2P_c + T - P_p で表される一枚き裂が形成される水圧破砕の条件式（P_bは破砕水圧，P_cは封圧，Tは引張強度，P_pは間隙圧）に従って破砕が生じ，き裂が形成された．ただし，封圧20 MPa下ではP_p = 0，30 MPaではP_p = P_bとした．X線CT撮影の結果，封圧20 MPa下では，クラウド状のき裂，30 MPa下ではクラウド状のき裂と一枚き裂が形成されたことが分かった．