JPH05126701A - 破壊靱性試験方法及び破壊靱性試験装置 - Google Patents
破壊靱性試験方法及び破壊靱性試験装置Info
- Publication number
- JPH05126701A JPH05126701A JP25396491A JP25396491A JPH05126701A JP H05126701 A JPH05126701 A JP H05126701A JP 25396491 A JP25396491 A JP 25396491A JP 25396491 A JP25396491 A JP 25396491A JP H05126701 A JPH05126701 A JP H05126701A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 中空円筒状の試料を用い、圧力、歪等の制御
を正確に行うことのできる破壊靱性試験方法及び破壊靱
性試験装置を提供する。 【構成】 中空円筒状の試料2の中空部に軸線方向の切
込みを形成した後、該試料2の前記中空部に水を満た
し、該試料2の外周側面を内側に圧縮しつつ、前記中空
部に封入された水を圧縮して試料2を前記中空部から外
側に加圧し、破壊せしめる。
を正確に行うことのできる破壊靱性試験方法及び破壊靱
性試験装置を提供する。 【構成】 中空円筒状の試料2の中空部に軸線方向の切
込みを形成した後、該試料2の前記中空部に水を満た
し、該試料2の外周側面を内側に圧縮しつつ、前記中空
部に封入された水を圧縮して試料2を前記中空部から外
側に加圧し、破壊せしめる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、中空円筒状の試料の
破壊靱性を測定する破壊靱性試験方法及びかかる破壊靱
性試験方法に用いられる破壊靱性試験装置に関する。
破壊靱性を測定する破壊靱性試験方法及びかかる破壊靱
性試験方法に用いられる破壊靱性試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】脆性亀裂の進展に対する試
料の抵抗力、すなわち破壊靱性を測定する試験方法とし
ては、ディープノッチ試験、エッソ試験、二重引張試
験、シャルピー試験等、各種の試験法が研究・開発さ
れ、用いられているが、中空円柱状の試料の破壊靱性を
測定する破壊靱性試験方法としては、満足すべきものが
得られておらず、特に、温度・圧力制御、応力・歪制御
を正確に行えるものは得られていない。本発明は、この
ような要求を満たすことのできる破壊靱性試験方法及び
かかる破壊靱性試験方法に用いられる破壊靱性試験装置
に関する。
料の抵抗力、すなわち破壊靱性を測定する試験方法とし
ては、ディープノッチ試験、エッソ試験、二重引張試
験、シャルピー試験等、各種の試験法が研究・開発さ
れ、用いられているが、中空円柱状の試料の破壊靱性を
測定する破壊靱性試験方法としては、満足すべきものが
得られておらず、特に、温度・圧力制御、応力・歪制御
を正確に行えるものは得られていない。本発明は、この
ような要求を満たすことのできる破壊靱性試験方法及び
かかる破壊靱性試験方法に用いられる破壊靱性試験装置
に関する。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明に係る破壊靱性試
験方法は、中空円筒状の試料の中空部に軸線方向の切込
みを形成した後、該試料の前記中空部に液体を満たし、
該試料の外周側面を内側に圧縮しつつ、前記液体を圧縮
して前記試料を前記中空部から外側に加圧し、破壊せし
めるものである。また、前記試料の破壊中において、該
試料を加熱するようにしてもよい。
験方法は、中空円筒状の試料の中空部に軸線方向の切込
みを形成した後、該試料の前記中空部に液体を満たし、
該試料の外周側面を内側に圧縮しつつ、前記液体を圧縮
して前記試料を前記中空部から外側に加圧し、破壊せし
めるものである。また、前記試料の破壊中において、該
試料を加熱するようにしてもよい。
【0004】また、本発明に係る破壊靱性試験装置は、
中空円柱状の試料の破壊靱性値を測定する破壊靱性試験
装置であって、先端部がともに円柱状に形成され、互い
の先端面が対向して配置されるとともに、これら先端面
の外形はともに前記試料の各端面と同一形状をなし、か
つ、少なくとも一方には、前記先端面から基端側にかけ
て導液路が形成された一対の加圧盤と、前記一対の加圧
盤を前記互いの先端面間の距離が接近する方向に押圧す
る押圧手段と、前記導液路から前記先端面側に向けて液
体を供給する液体供給手段と、前記一対の加圧盤の前記
2つの先端面間に前記試料を配置した状態において前記
一対の加圧盤の2つの先端部の側面及び前記試料の側面
を気密的に覆う、可撓性を有するスリーブと、前記スリ
ーブの外周面を覆って設けられ、内部への圧油の供給に
より前記スリーブの外周面を内側に圧縮する圧油室とを
具備したものである。
中空円柱状の試料の破壊靱性値を測定する破壊靱性試験
装置であって、先端部がともに円柱状に形成され、互い
の先端面が対向して配置されるとともに、これら先端面
の外形はともに前記試料の各端面と同一形状をなし、か
つ、少なくとも一方には、前記先端面から基端側にかけ
て導液路が形成された一対の加圧盤と、前記一対の加圧
盤を前記互いの先端面間の距離が接近する方向に押圧す
る押圧手段と、前記導液路から前記先端面側に向けて液
体を供給する液体供給手段と、前記一対の加圧盤の前記
2つの先端面間に前記試料を配置した状態において前記
一対の加圧盤の2つの先端部の側面及び前記試料の側面
を気密的に覆う、可撓性を有するスリーブと、前記スリ
ーブの外周面を覆って設けられ、内部への圧油の供給に
より前記スリーブの外周面を内側に圧縮する圧油室とを
具備したものである。
【0005】なお、上記構成に加え、前記試料を加熱す
るヒータを具備する構成としてもよい。
るヒータを具備する構成としてもよい。
【0006】
【作用】上記構成に係る破壊靱性試験装置においては、
スリーブ内に、試料と、この試料の両端面に当接させて
両加圧盤の先端部を嵌挿し、この状態において液体供給
手段から水などの液体を試料の中空部に充填する。そし
て、圧油室の内部に圧油を供給してスリーブを介して試
料の外周面を内側に圧縮しつつ、押圧手段により両加圧
盤を互いに接近させ、試料の中空部に満たされた液体を
圧縮し、これにより試料を内側から外側に向けて加圧
し、試料が破壊するまでこの状態を続ける。ヒータを設
けた場合には、試料の破壊中において、試料を所定の温
度に加熱するようにする。
スリーブ内に、試料と、この試料の両端面に当接させて
両加圧盤の先端部を嵌挿し、この状態において液体供給
手段から水などの液体を試料の中空部に充填する。そし
て、圧油室の内部に圧油を供給してスリーブを介して試
料の外周面を内側に圧縮しつつ、押圧手段により両加圧
盤を互いに接近させ、試料の中空部に満たされた液体を
圧縮し、これにより試料を内側から外側に向けて加圧
し、試料が破壊するまでこの状態を続ける。ヒータを設
けた場合には、試料の破壊中において、試料を所定の温
度に加熱するようにする。
【0007】
【実施例】以下、図1乃至図3を参照して本発明の実施
例を説明する。本実施例における試料2は、図2に示す
ように中空円柱状に形成されており、中空部2aの周縁
に、軸線方向に沿ってノッチ(初期亀裂)2bが形成さ
れている。
例を説明する。本実施例における試料2は、図2に示す
ように中空円柱状に形成されており、中空部2aの周縁
に、軸線方向に沿ってノッチ(初期亀裂)2bが形成さ
れている。
【0008】この試料2は、本実施例に係る破壊靱性試
験装置においては、図1に示すように、該試料2より外
径の大きい内径を有し耐熱合金からなる筒状の三軸セル
4内に垂直に配置されている。この三軸セル4内の試料
2の上下には、試料2と同径の中空円板状のラバーシー
ト(又はテフロンシール)6、8(図3参照)を介し
て、先端部が円柱状に形成され且つその先端面の外形が
試料2の端面と同一形状(大きさも同一)に形成された
上部加圧盤10、下部加圧盤12が、互いの先端面を対
向させて配置されている。
験装置においては、図1に示すように、該試料2より外
径の大きい内径を有し耐熱合金からなる筒状の三軸セル
4内に垂直に配置されている。この三軸セル4内の試料
2の上下には、試料2と同径の中空円板状のラバーシー
ト(又はテフロンシール)6、8(図3参照)を介し
て、先端部が円柱状に形成され且つその先端面の外形が
試料2の端面と同一形状(大きさも同一)に形成された
上部加圧盤10、下部加圧盤12が、互いの先端面を対
向させて配置されている。
【0009】試料2の側面(外周面)には、該試料2の
側面、ラバーシート6、8の側面及び上部加圧盤10、
下部加圧盤12の先端部側面を覆う可撓性を有するゴム
スリーブ14が設けられ、このゴムスリーブ14の外周
面は、三軸セル4の内径部に配設された圧油室16内に
露出している。圧油室16は、内部への圧油の供給によ
り、ゴムスリーブ14の外周面を内側に圧縮できるよう
になっている。また、ゴムスリーブ14の上端側及び下
端側の外周部には、バンド18、20、22、24が締
結され、圧油室16内に供給された圧油がゴムスリーブ
14内に侵入しないようなっている。
側面、ラバーシート6、8の側面及び上部加圧盤10、
下部加圧盤12の先端部側面を覆う可撓性を有するゴム
スリーブ14が設けられ、このゴムスリーブ14の外周
面は、三軸セル4の内径部に配設された圧油室16内に
露出している。圧油室16は、内部への圧油の供給によ
り、ゴムスリーブ14の外周面を内側に圧縮できるよう
になっている。また、ゴムスリーブ14の上端側及び下
端側の外周部には、バンド18、20、22、24が締
結され、圧油室16内に供給された圧油がゴムスリーブ
14内に侵入しないようなっている。
【0010】上部加圧盤10に接続するピストン11の
端部はロードセル26に連結されており、上部加圧盤1
0に加わった軸線方向の加重が測定できるようになって
いる。一方、下部加圧盤12の基端部はサーボバルブ2
8によって駆動される油圧シリンダ(押圧手段に相当)
30のラム32に連結され、該ラム32の駆動によって
上部加圧盤10と下部加圧盤12の先端面間の距離を接
近できるようになっている。
端部はロードセル26に連結されており、上部加圧盤1
0に加わった軸線方向の加重が測定できるようになって
いる。一方、下部加圧盤12の基端部はサーボバルブ2
8によって駆動される油圧シリンダ(押圧手段に相当)
30のラム32に連結され、該ラム32の駆動によって
上部加圧盤10と下部加圧盤12の先端面間の距離を接
近できるようになっている。
【0011】上部加圧盤10、下部加圧盤12の中心部
には、軸線方向に沿ってこれら上部加圧盤10、下部加
圧盤12の基端側から先端面に通じる導水路(同液路に
相当)34、36がそれぞれ形成されている。これら導
水路34、36は、それぞれ図示しない通水装置(液体
供給手段に相当)に接続されるとともに、中間部にバル
ブ38、40が設けられて水の供給を制御できるように
なっている。また、下部加圧盤12の外周側部分には、
下部加圧盤12の基端側から圧油室16に通じる油路4
2が形成され、油路42の一端に接続された給油装置4
4によって圧油室16の内部に圧油を供給できるように
なっている。なお、油路42の一部は三軸セル4の外周
部に設けられた油圧計43に導かれ、これにより、圧油
室16内の圧力が測定できるようになっている。
には、軸線方向に沿ってこれら上部加圧盤10、下部加
圧盤12の基端側から先端面に通じる導水路(同液路に
相当)34、36がそれぞれ形成されている。これら導
水路34、36は、それぞれ図示しない通水装置(液体
供給手段に相当)に接続されるとともに、中間部にバル
ブ38、40が設けられて水の供給を制御できるように
なっている。また、下部加圧盤12の外周側部分には、
下部加圧盤12の基端側から圧油室16に通じる油路4
2が形成され、油路42の一端に接続された給油装置4
4によって圧油室16の内部に圧油を供給できるように
なっている。なお、油路42の一部は三軸セル4の外周
部に設けられた油圧計43に導かれ、これにより、圧油
室16内の圧力が測定できるようになっている。
【0012】ピストン11と三軸セル4との間には、O
リング46及びキャップ48が設けられており、また下
部加圧盤12と三軸セル4との間にもOリング50が設
けられていて、これらによって三軸セル4内の空間の液
密性が高められている。
リング46及びキャップ48が設けられており、また下
部加圧盤12と三軸セル4との間にもOリング50が設
けられていて、これらによって三軸セル4内の空間の液
密性が高められている。
【0013】三軸セル4の外周面には、試料2を取り囲
むようにヒータ52、52が配置され、これらヒータ5
2、52の上下には、三軸セル4の両端部の加熱を防ぐ
冷却水が循環する水冷ジャケット54、54が設けられ
ている。
むようにヒータ52、52が配置され、これらヒータ5
2、52の上下には、三軸セル4の両端部の加熱を防ぐ
冷却水が循環する水冷ジャケット54、54が設けられ
ている。
【0014】以下、上記構成に係る破壊靱性試験装置を
用いて、高温高圧下での破壊靱性試験を行う場合の例を
説明する。
用いて、高温高圧下での破壊靱性試験を行う場合の例を
説明する。
【0015】試料2を三軸セル4内に上記のように組み
入れた状態において、油圧シリンダ30を駆動してラム
32を上昇させ、試料2の軸線方向に小さな軸加重(約
5kgf/cm2)を作用させた後、給油装置44によ
って圧油室16の内部に圧油を満たしてゆく。この圧油
室16内への圧油の供給により、試料2の外周面には、
該試料2を径方向中心側に圧縮する封圧が作用する。
入れた状態において、油圧シリンダ30を駆動してラム
32を上昇させ、試料2の軸線方向に小さな軸加重(約
5kgf/cm2)を作用させた後、給油装置44によ
って圧油室16の内部に圧油を満たしてゆく。この圧油
室16内への圧油の供給により、試料2の外周面には、
該試料2を径方向中心側に圧縮する封圧が作用する。
【0016】封圧が所定の値(例えば地圧相当の圧力)
まで増加した状態において、封圧の上昇を止め、バルブ
38、40を開いて導水路34、36から圧力水を導
き、試料2の中空部2a及びラバーシート6、8の中空
部に水を満たした後、バルブ38を閉じる。
まで増加した状態において、封圧の上昇を止め、バルブ
38、40を開いて導水路34、36から圧力水を導
き、試料2の中空部2a及びラバーシート6、8の中空
部に水を満たした後、バルブ38を閉じる。
【0017】しかる後、ヒータ52を稼動させて試料2
を所定の温度まで加熱し、この温度を維持する。
を所定の温度まで加熱し、この温度を維持する。
【0018】かかる状態において、再び油圧シリンダ3
0を駆動し、試料2の中空部2a及びラバーシート6、
8の中空部に封入された水を上部加圧盤10、下部加圧
盤12の先端部で軸線方向に圧縮し、試料2に、該試料
2の中空部2aを押し広げる圧力(以下、「内圧」とい
う。)を作用させる。
0を駆動し、試料2の中空部2a及びラバーシート6、
8の中空部に封入された水を上部加圧盤10、下部加圧
盤12の先端部で軸線方向に圧縮し、試料2に、該試料
2の中空部2aを押し広げる圧力(以下、「内圧」とい
う。)を作用させる。
【0019】そして、内圧を徐々に増加させ、試料2が
ノッチ2bから破断(破壊)するまでこの内圧の増加を
続ける。このとき、油圧計43により封圧を、圧力計
(センサー)51により内圧を、それぞれ測定し、試料
2が破断するまでの封圧及び内圧を記録しておき、内圧
と封圧の差を有効圧力(有効差圧)として試料の破壊靱
性値を測定する。
ノッチ2bから破断(破壊)するまでこの内圧の増加を
続ける。このとき、油圧計43により封圧を、圧力計
(センサー)51により内圧を、それぞれ測定し、試料
2が破断するまでの封圧及び内圧を記録しておき、内圧
と封圧の差を有効圧力(有効差圧)として試料の破壊靱
性値を測定する。
【0020】上記の如き破壊靱性試験装置、破壊靱性試
験方法によれば、高温・高圧環境下における試料2の破
壊靱性試験を比較的容易に、且つ、精度よく行うことが
できる。例えば試料2として岩石を図2に示す形状に加
工して用いれば、地中の高温、高圧下での岩石の破壊靱
性値を測定することができる。また、上記破壊靱性試験
装置を用いることにより、岩石の破壊靱性値、地熱環境
下の水圧破砕性の評価、高温高圧下での岩盤の掘削性の
評価、高温高圧下でのコンクリート、セラミックスなど
の材料の強度靱性評価等を行うことができる。
験方法によれば、高温・高圧環境下における試料2の破
壊靱性試験を比較的容易に、且つ、精度よく行うことが
できる。例えば試料2として岩石を図2に示す形状に加
工して用いれば、地中の高温、高圧下での岩石の破壊靱
性値を測定することができる。また、上記破壊靱性試験
装置を用いることにより、岩石の破壊靱性値、地熱環境
下の水圧破砕性の評価、高温高圧下での岩盤の掘削性の
評価、高温高圧下でのコンクリート、セラミックスなど
の材料の強度靱性評価等を行うことができる。
【0021】なお、上記の実施例において、高温下での
影響を考慮しない場合には、ヒータ52、52を設けな
い構成としてもよい。
影響を考慮しない場合には、ヒータ52、52を設けな
い構成としてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る破壊
靱性試験方法及び破壊靱性試験装置によれば、高温・高
圧環境下における岩石等の破壊靱性試験を比較的容易
に、且つ、精度よく行うことができる。また、本発明に
係る破壊靱性試験装置を用いることにより、岩石の破壊
靱性値、地熱環境下の水圧破砕性の評価、高温高圧下で
の岩盤の掘削性の評価、高温高圧下でのコンクリート、
セラミックスなどの材料のの強度靱性評価等を行うこと
ができる。
靱性試験方法及び破壊靱性試験装置によれば、高温・高
圧環境下における岩石等の破壊靱性試験を比較的容易
に、且つ、精度よく行うことができる。また、本発明に
係る破壊靱性試験装置を用いることにより、岩石の破壊
靱性値、地熱環境下の水圧破砕性の評価、高温高圧下で
の岩盤の掘削性の評価、高温高圧下でのコンクリート、
セラミックスなどの材料のの強度靱性評価等を行うこと
ができる。
【図1】本発明の一実施例に係る破壊靱性試験装置の断
面図である。
面図である。
【図2】図1の破壊靱性試験装置に係る試料の形状を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図3】図1のラバーシート6、8の形状を示す斜視図
である。
である。
2 試料 10 上部加圧盤 11 ピストン 12 下部加圧盤 14 スリーブ 16 圧油室 30 押圧手段 51 圧力計(センサー) 52 ヒータ
Claims (4)
- 【請求項1】中空円筒状の試料の中空部に軸線方向の切
込みを形成した後、該試料の前記中空部に液体を満た
し、該試料の外周面を内側に圧縮しつつ、前記液体を圧
縮して前記試料を前記中空部から外側に加圧し、破壊せ
しめることを特徴とする破壊靱性試験方法。 - 【請求項2】前記試料の破壊中において、該試料を加熱
することを特徴とする請求2記載の破壊靱性試験方法。 - 【請求項3】中空円柱状の試料の破壊靱性値を測定する
破壊靱性試験装置であって、 先端部がともに円柱状に形成され、互いの先端面が対向
して配置されるとともに、これら先端面の外形はともに
前記試料の各端面と同一形状をなし、かつ、少なくとも
一方には、前記先端面から基端側にかけて導液路が形成
された一対の加圧盤と、 前記一対の加圧盤を前記互いの先端面間の距離が接近す
る方向に押圧する押圧手段と、 前記導液路から前記先端面側に向けて液体を供給する液
体供給手段と、 前記一対の加圧盤の前記2つの先端面間に前記試料を配
置した状態において前記一対の加圧盤の2つの先端部の
側面及び前記試料の側面を気密的に覆う、可撓性を有す
るスリーブと、 前記スリーブの外周面を覆って設けられ、内部への圧油
の供給により前記スリーブの外周面を内側に圧縮する圧
油室とを具備したことを特徴とする破壊靱性試験装置。 - 【請求項4】前記試料を加熱するヒータを具備した請求
項3記載の破壊靱性試験装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25396491A JP2887977B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 破壊靱性試験方法及び破壊靱性試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25396491A JP2887977B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 破壊靱性試験方法及び破壊靱性試験装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05126701A true JPH05126701A (ja) | 1993-05-21 |
JP2887977B2 JP2887977B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=17258399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25396491A Expired - Lifetime JP2887977B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 破壊靱性試験方法及び破壊靱性試験装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2887977B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN100449296C (zh) * | 2005-02-07 | 2009-01-07 | 石油大学(北京) | 一种计算岩石ⅱ型断裂韧性的方法 |
JP2009300278A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤの走行シミュレーション方法 |
CN104297063A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-01-21 | 合肥工业大学 | 湿干变化环境下岩石抗拉强度测试装置及测试方法 |
KR101683619B1 (ko) * | 2015-06-12 | 2016-12-07 | 한국건설기술연구원 | 대심도 시추공의 고압 구속응력 상태 모사 및 유체주입을 통한 인장파괴 유도가 가능한 삼축압축시험용 삼축셀 및 이를 이용한 삼축압축시험 방법 |
TWI632366B (zh) * | 2014-07-04 | 2018-08-11 | 日商日本華爾卡工業股份有限公司 | Piping workability evaluation test device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103743892B (zh) * | 2014-01-22 | 2015-08-19 | 上海交通大学 | 润滑效果快速检测方法 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP25396491A patent/JP2887977B2/ja not_active Expired - Lifetime
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