From previous research 1), it was revealed that the inhomogeneity of rock is a factor causing the difference of the dynamic and static strength in tension. It is, however, insufficient to verify the reason why the dynamic tensile strength increases with increasing rate of strain. In this study, to investigate the strain rate dependency of dynamic tensile strength, the fracture processes for varying strain rate with changing the length of specimen and loading conditions were conducted. From these analyses, it can be concluded that the dynamic tensile strengths increase in increasing local strain rate at fracture plane and the strength increase causes apparent strain rate dependency of the strength. The coefficient increase of uniformity stimulates the reduction of strain rate dependency, i.e., the strain rate dependency of dynamic tensile strength is caused by inhomogeneity of rock. To discuss the fracture formation for various strain rates, fracture process and principal stress field in the specimen at a high and low strain rate were analyzed. The higher strain rate generated a large number of microcracks, but the formation of fracture plane is interfered by the interaction of microcracks. In conclusion, the dynamic tensile strength increase at a high strain rate is caused by the crack arrest due to the generation of a large number of short microcracks.
ホプキンソン効果による岩石の動的引張試験の数値解析を行い，動的引張強度のひずみ速度依存性のメカニズムについて考察した。ホプキンソン効果による岩石の破断面形成は亀裂群の発生・連結および選択的成長という，複雑な過程を経ていることが確かめられた。破断面位置の局所ひずみ速度の増大に伴って動的引張強度は増大すること，その結果として，供試体自由端の変位速度から算定される見かけひずみ速度に動的引張強度は依存すること，などを明らかにした。不均質の程度により，動的引張強度のひずみ速度依存性は異なり，見かけひずみ速度の増大に伴う動的引張強度の増加率は，均一性係数の増大に伴って低下することを明らかにした。動的応力場の変化と亀裂の進展プロセスとの関係を分析し，ひずみ速度が高い場合には，多くの微視亀裂が発生するが，それらの亀裂の伸長が抑制されるため，破断面が形成されにくくなること，その結果として，評価される引張強度の値が大きくなることを明らかにした。