99SE-02孔のコアを用いたAE法による初期応力測定

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畑 浩二*; 大内 一*

Hata, Koji*; Ouchi, H.*

大深度に地下構造物を構築する場合、地盤の初期応力を事前に把握しておくことは重要である。我が国では、初期応力測定にオーバーコアリング法や水圧破砕法が主に利用されてきた。しかし、これら原位置で実施される方法は手軽に実施できるという状況にはなく、かつ非常に高価なものであった。一方、室内で実施可能な方法の一つにアコースティック・エミッション(以下、AEと略す)法がある。この方法は、原位置試験法に比べて非常に簡単で、安価に実施できる特徴を有している。AEとは材料内部に蓄えられたエネルギーの一部分が音響パルスとなり伝播する現象であり、これは材料内の組織構造の変化を把握する有力な手段になりうる。岩石のAEには「カイザー効果」と呼ばれる現象が確認されている。カイザー効果とは、履歴荷重を受けた材料に載荷する際、先行荷重値を越えるまでAEはほとんど発生しないという現象である。地山の初期応力は履歴応力と考えられることから、カイザー効果を利用すれば初期応力が評価できることになる。本業務では、東濃鉱山領域を例として実施している初期応力状態の評価手法に関する研究の一環として、99SE-02孔から採取されるボーリングコアを利用して鉛直方向および水平方向の初期応力状態をAE法を用いて測定した。さらに、TM-1孔、TM-2孔および98SE-01孔で既に実施済みである鉛直方向の初期応力測定結果を踏まえ総合評価を行った。得られた結果の概要を以下に示す。(1)鉛直方向の初期応力成分vと土被りHとの間には、v=0.022Hなる関係にある。(2)水平方向初期応力は土被り圧の0.61.3倍の範囲にある。(3)主応力比(1/3)は1.42.1の範囲にある。(4)最大主応力の作用方向は凝灰質砂岩ではほぼNE-SW方向、土岐花崗岩ではほぼNW-SE方向にある。

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