氷・シリカ混合物の流動則に対する空隙の効果 : 氷衛星の地形緩和への応用(平成21年度最優秀発表賞受賞論文)

概要

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本研究では氷粒子・1μmシリカ微粒子混合物の変形実験を行い,流動則に対する空隙率の影響を調べた.シリカ質量含有率は0,30,50wt.%,空隙率は0%から25%とした.温度を-10℃から-20℃に制御した低温室で等歪速度一軸圧縮実験を行い,歪速度は1.2×10^<-6>s^<-1>から4.2×10^<-4>s^<-1>まで変化させた.今回求めた流動則は,応力-歪み曲線上の最大応力σ_<max>と歪速度εの関係式ε=A_0 exp(-Q/RT)・σ_<max>^nで表される.実験の結果,応力べきnと活性化エネルギーQは空隙率に依存せずシリカ質量含有率の増加とともに大きくなった.さらに,定数A_0は空隙率φを用いてA_0=B_<fit>(1-φ)^<-α_<fit>>と表され,定数B_<fit>とα_<fit>もまたシリカ質量含有率の増加とともに大きくなった.この実験結果を用いて氷衛星の地形緩和に関する議論を行った.その結果,岩石含有率が大きく空隙率が大きいほど,形状変化が起こるための氷衛星の半径が小さくなった.
2010-06-25