(General session) Mining and underground construction machineries / Rock Engineering / Resource based economy and social system / Mining technologies

[1K0209-19-01] [Student presentation: Master’s course] Macro fracture toughness and micro fracture toughness of granite

○Hiroki Asai¹, Yuta Shirosawa¹, Kiyotoshi Sakaguchi¹ (1. Tohoku University)

司会：濵中晃弘 (九州大学)，玉村修司 (幌延地圏環境研究所)

Keywords:Micro fracture toughness, Macro fracture toughness, Rock minerals, Hardness and strength

本研究では、微細な鉱物粒子を持つ不均質体である岩石の破壊現象を、その微視的な観点を含めて検討・解明することを目的として、稲田花崗岩を構成する鉱物（石英、カリ長石、斜長石、黒雲母）を対象にしたマイクロ破壊靭性（MFT）試験を実施した。MFTの寸法依存性についても検討するため、カンチレバー型の供試体を用いて、基準寸法（10mm×10 mm×50 mm）サイズを変えた供試体（20 mm×20 mm×50 mmおよび20 mm×20 mm×100 mm）で行った。また同岩石を用いて、従来のSCB試験法で評価した岩石のマクロな破壊靭性と比較検討を行った。
各鉱物のMFTは、その値の大きいほうから石英、斜長石、カリ長石、黒雲母の順であった。それらはSCB試験で評価した岩石のマクロな破壊靭性よりも小さく、石英（72%）、斜長石（53%）、カリ長石（50%）、黒雲母（9.2%）であった。MFT自身には顕著な寸法依存性は示されなかった。マクロな破壊靭性との差は、鉱物の粒界による影響や、花崗岩では組成割合が大きくMFTも大きい石英が全体の破壊靭性を支配している可能性などが示唆された。なお、各鉱物のMFTは従来の鉱物の硬さの指標であるモース硬度と正の相関があることを明らかにした。