社団法人 物理探査学会
第134回(平成28年度春季)学術講演会


岩石の一軸圧縮強度と弾性波速度の関係のモデル化

講演要旨(和文)
土木構造物等の設計・施工に不可欠な岩石の一軸圧縮強度を弾性波速度から推定する手法の開発を目的に,ロックフィジックス分野で用いられている有効媒質モデルの1つである頁岩質砂岩モデルを利用して両物性の関係をモデル化することを試みた.砂岩と頁岩の物性を用いて,一軸圧縮強度と間隙率の関係を拡張したVoigt-Reuss-Hill平均によって,また弾性波速度と間隙率の関係をHashin-ShtrikmanモデルとHertz-Mindlinモデルによって表し,両モデルを組み合わせることにより一軸圧縮強度と弾性波速度の関係をモデル化した.このモデルを、国内のダム堤体材料の室内試験で得られた様々な種類の岩石の一軸圧縮強度と超音波速度データに適用し,その有効性を確認した.この結果は,提案したモデル化により,弾性波速度から岩石・岩盤の一軸圧縮強度を推定することが可能であることを示している.

講演要旨(英文)
We have studied rock physics models for developing a new method to rationally estimate the uniaxial compressive strength(UCS) of rocks from seismic velocity. The shaly sand model as a bimodal mixture model of effective medium models is used in modeling. With mechanical properties of sandstone and shale, the modified Voigt-Reuss-Hill average(VRH model) is employed for modeling uniaxial compressive strength-porosity relationship, and the Hertz-Mindlin and Hashin-Shtrikman models as well as VRH model are employed for modeling the seismic velocity-porosity relationship. These two models are combined for modeling the UCS-seismic velocity relationship. This model is applied to UCS and ultrasonic velocity measurement data in the laboratory for various types of rocks sampled in dam sites in Japan for evaluating its applicability. This application proves that the proposed model can be utilized for estimating the uniaxial compressive strength of rocks from seismic velocity.