的情況下，施加產生彈性變形程度的、包括剪切力的外力作用時，如 圖2所示，對應于該外力的大小，在方解石粒子的特定的結晶面形成雙晶。方解石粒子中形 成的雙晶在外力解除，被測定對象物的彈性變形恢復后也不會消失，所W可W說方解石粒 子作為微應力計發揮功能。在此，圖2(a)顯示了初期狀態，圖2(b)顯示了外力解除后的狀 態。方解石粒子的雙晶變形不是在所有的方解石粒子中都產生，而是不產生雙晶變形的方 解石粒子11a與產生了雙晶變形的方解石粒子Ub混合存在。 W例而且，本發明人反復銳意研究的結果，判明了從例如數MPa左右的低應力到至少 相當于普通混凝±的破壞強度（例如36MPa左右）的應力范圍，產生雙晶變形的方解石粒 子11的比例隨產生作用的外力的增大成比例地增加，換句話說，產生雙晶變形的方解石粒 子11的比例與產生作用的外力的大小成線性關系。
[0050] 此外，對于已經經受過某種應力事件的方解石粒子，判明了在受到所經歷的應力 W上的應力時，產生了雙晶變形的方解石粒子的數量增加。
[0051] 因此，通過測定產生了雙晶變形的方解石粒子的比例，能夠測定混凝±產品或混 凝±構造物所經受的應力歷史，例如最大應力。
[0052] 對應力歷史的測定方法的一個例子進行具體說明，首先，在上述的應力傳感器10 被埋設于被測定對象物中的情況下，將應力傳感器10從被測定對象物中取出，選定應力傳 感器10表面的一部分作為檢查對象區域。另一方面，在上述的應力傳感器10被埋置于被 測定對象物表面的情況下，不將應力傳感器10從被測定對象物取出，選定應力傳感器10表 面的一部分作為檢查對象區域。
[0053] 然后，通過對檢查對象區域的表面研磨，使多個方解石粒子的結晶面露出，作為檢 查面。在此，不特別限定一個檢查對象區域的大小，可根據目的適當地設定。
[0054] 接著，通過例如光學顯微鏡掃描整個檢查面，通過對結晶面露出的方解石粒子進 行圖像分析，確認方解石粒子中有無雙晶，計算出在規定大小的檢查對象區域內存在的多 個方解石粒子中產生了雙晶變形的方解石粒子的比例。由于例如伴隨著方解石粒子的晶格 變形折射率或反射率發生變化，所W能夠容易判斷方解石粒子有無雙晶。另外，通過檢測外 力作用前（初期狀態）和外力作用后該外力被解除之后的整個應力傳感器10的透光率的 變化，也能夠計算出產生了雙晶變形的方解石粒子的比例。 陽化5] 而且，如上所述，在規定大小的檢查對象區域內存在的、產生了雙晶變形的方解石 粒子的比例有隨著外力變大而增加的趨勢，所W基于產生了雙晶變形的方解石粒子的比 例，能夠推定整個被測定對象物受到的應力的絕對值及分布。
[0056]而且，根據運樣的應力歷史的測定方法，即使在作用于被測定對象物的外力解除 后，由于只要測定殘存的產生了雙晶變形的方解石粒子的比例即可，所W誰都能夠容易且 高精度地測定被測定對象物的應力歷史，例如最大應力。
[0057] 另外，由于只要能夠確認方解石粒子中有無雙晶變形即可，所W只要是測定方解 石粒子的雙晶密度的方法，就不存在關于成為必要的方解石粒子11的結晶尺寸的制約，因 此，能夠利用例如可大量生產的結晶尺寸的合成方解石粒子。
[005引另外，通過利用初始沒有雙晶變形的方解石粒子11，可得到充分大的可測定范圍， 因此，例如即使在作用于被測定對象物的應力小的情況下，也可測定應力歷史。另外，在測 定應力沒有作用的部分的情況下，由于完全不用計算雙晶，所W能得到高效率。
[0059] W下，為了證實本發明的效果，示出了所進行的實驗例。
[0060] <實驗例1 >
[0061] 將不具有雙晶變形的單晶的合成方解石粒子約0. 5g填充于5mmX5mmX10mm的 長方體狀的具有空腔的成形模內。在此，方解石粒子的粒徑（結晶尺寸）為200μπι，方解 石粒子的含有比例為約70νο1 %。接著，將該成形模收容于真空裝置內，在真空下使環氧樹 脂"Ε205"(株式會社二子力制）浸透于方解石粒子的間隙部。真空度設為IkPaW下。之 后，通過返回大氣壓，將方解石粒子間殘留的氣泡壓碎，通過在不存在空隙的狀態下于大氣 壓常溫環境下放置24小時，使環氧樹脂固化，由此，制作了本發明的應力傳感器的試件。 陽06引在該試件中，在將光學顯微鏡的視野區域設為iplOmm大小時，在該視野區域 內，為存在300個W上方解石粒子的狀態，可在方解石粒子中看到晶粒支持組織。
[0063] 另外，除了關于試樣尺寸的規定W外，通過按照JIS1108(混凝±壓縮強度的試 驗方法）的單軸壓縮試驗，在測定試件的壓縮強度時，試件的壓縮強度為約37MPa。
[0064] 按上述操作所得到的試件在無負荷狀態下具有雙晶變形的方解石粒子的比例基 本上是0%。方解石粒子有無雙晶變形的確認按如下進行，將試件的一部分區域作為檢查對 象區域，通過研磨表面使多個方解石粒子的結晶面露出，利用光學顯微鏡觀察方解石粒子 的結晶面。
[0065]然后，適當變更對該試件的載荷，進行與上面同樣的單軸壓縮試驗，在調查相對 于載荷大小產生了雙晶變形的方解石粒子的比例時，在使試件的壓縮強度的41%的載荷 (15MPa)作用時，產生了雙晶變形的方解石粒子的比例是18%。另外，在使試件的壓縮強度 的55%的載荷（20MPa)作用時，產生了雙晶變形的方解石粒子的比例為27%，在使試件的 壓縮強度的100%的載荷（37MPa)作用時，產生了雙晶變形的方解石粒子的比例是44%。
[0066] 根據W上的結果，確認了對應于所作用的載荷的增大，雙晶粒子的比例增加。
[0067]W上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明并不限于上述實施方案，能夠增 加各種變化。
[0068] 例如，在本發明的應力歷史的測定方法中，作為應力傳感器，也可W利用在被測定 對象物的構成材料中混入的方解石粒子自身。例如，在將W水泥為主體的復合材料，例如混 凝±作為被測定對象物的情況下，可W預先用方解石粒子替換骨料（例如砂）的一部分，W 分散狀態混入。 W例另外，在上述的實施例中，應力傳感器的形狀不限于長方體狀，可根據目的適當變 更。應力傳感器的形狀例如可為球形狀，在運樣的情況下，可作為相對于應力的方向沒有各 向異性的傳感器來構成。
[0070]產業上的可利用性
[0071] 本發明可適合用于例如水巧和發電站等經常產生應力的構造物、小橋和港灣的防 波堤或公寓等小規模的構造物等混凝±構造物。
[0072] 特別是，在小規模的構造物受到非破壞程度的力之后，進行該構造物受到的損害 的定量評價的情況下，本發明是有用的。具體而言，例如在小規模的構造物受到地震烈度為 5W上或6運樣的地震造成的搖晃之后，檢查該構造物是否保持規定強度的情況下、監控伴 隨著構造物自身劣化的局部性的應力集中的情況下等，通過利用本發明，可期待安全評價 的提高。
[0073] 另外，例如在進行混凝±構造物，特別是配置鋼筋而成的混凝±構造物的強度評 價的情況下，根據本發明，由于能夠測定混凝±自身的強度，因此不僅可期待能夠對配置鋼 筋的方法是否適當進行合理的評價，而且可期待能夠對包括混凝±的材質自身是否適當進 行合理的評價。
[0074] 附圖標記 陽0巧]10應力傳感器 [0076] 11方解石粒子 陽077] 11a不產生雙晶變形的方解石粒子
[0078] 1化產生了雙晶變形的方解石粒子 陽0巧]12粘結劑樹脂
【主權項】
1. 一種應力歷史的測定方法，其特征在于，對于埋設有由多個方解石粒子形成的應力 傳感器、且受到外力能彈性變形的被測定對象物，基于該被測定對象物受到外力后的、產生 了雙晶變形的方解石粒子的比例，測定該被測定對象物經受的應力歷史。2. 權利要求1所述的應力歷史的測定方法，其特征在于，作為方解石粒子，使用初始不 具有雙晶的方解石粒子。3. 權利要求1或2所述的應力歷史的測定方法，其特征在于，作為上述應力傳感器，使 用通過樹脂將多個方解石粒子固定而成的應力傳感器。4. 權利要求1至3任一項所述的應力歷史的測定方法，其特征在于，以被測定對象物中 的至少一部分區域作為檢查對象區域，基于該檢查對象區域中結晶面露出的多個方解石粒 子中產生了雙晶變形的方解石粒子的比例，推定作用于整個被測定對象物的最大應力。5. -種應力傳感器，其特征在于，通過樹脂將多個方解石粒子在鄰接的粒子之間互相 接觸或鄰近的狀態下固定而成。
【專利摘要】本發明的目的是提供一種應力歷史的測定方法和應力傳感器，該測定方法可在寬的應力測定范圍內容易且高精度地測定被測定對象物的應力歷史。在本發明的應力歷史的測定方法中，對于埋設有由多個方解石粒子形成的應力傳感器、且受到外力能彈性變形的被測定對象物，基于被測定對象物受到外力后的、產生了雙晶變形的方解石粒子的比例，測定被測定對象物經受的應力歷史。應力傳感器是通過樹脂將多個方解石粒子在鄰接的粒子之間互相接觸的狀態下固定而成。
【IPC分類】C04B14/28, G01L1/00, C04B26/14
【公開號】CN105283742
【申請號】CN201480030500
【發明人】坂口有人, 阪口秀
【申請人】國立研究開發法人海洋研究開發機構
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年5月26日
【公告號】EP3006912A1, US20160103114, WO2014192697A1