中性子回折を用いたひずみ測定の岩石材料への展開

Strain measurement in geological materials using neutron diffraction

阿部 淳; 関根 孝太郎*; Harjo, S.   ; 伊藤 崇芳*; 有馬 寛*; 相澤 一也  

Abe, Jun; Sekine, Kotaro*; Harjo, S.; Ito, Takayoshi*; Arima, Hiroshi*; Aizawa, Kazuya

地震発生メカニズムの解明や地下構造物建設時における岩盤の応力変化を把握するためには、室内実験における岩石中の応力ひずみ状態の解析が極めて重要な役割を持つ。中性子回折を用いたひずみ測定は、金属材料を対照にしたものが主であったが、これを岩石試料へ展開することを目指し、J-PARC/MLFの工学材料回折装置「匠」で岩石中の残留ひずみ測定及び一軸圧縮下にある岩石のその場ひずみ測定を行った。これらの実験結果から、「匠」を用いて、中性子回折法による岩石中のひずみ測定が可能になった。岩石中の残留ひずみからは、地下の応力状態を見積もるのに有益な情報が得られると期待され、岩石の圧縮試験からは、岩石の力学挙動・破壊挙動及び地震発生メカニズムの解明に繋がる情報が得られると期待される。

This study aims at the development of neutron diffraction technique of geological materials. Measurements of residual strain in a rock sample and in situ strain measurement on rock specimens under uniaxial compression have been performed at the Engineering Materials Diffractometer at J-PARC. In the residual strain measurements, anisotropy of strain value in respect to the direction was found. On the otherhand, in the in situ strain measurements, diffraction peaks shifted to lower value depend on compressive load. The Engineering Materials Diffractometer at J-PARC has potential ability to clarify strain distribution inside rock specimen nondestructively. In situ strain measurements on rock specimens under various conditions will provide us a new insight into rock deformation and rock fracturing mechanism.