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メタンハイドレート分解時の地盤変形シミュレーションと分解圧密試験によるその検証

Research Project

Project/Area Number 18760360
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Geotechnical engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

木元 小百合  Kyoto University, 工学研究科, 准教授 (70362457)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords地盤変形 / メタンハイドレート / 連成解析 / 地盤力学
Research Abstract

平成19年度は,構成式中でMH飽和率依存性を考慮し、また透水係数・透気係数にMH飽和率依存性を取り入れ、開発した分解変形解析手法を拡張した。研究代表者は既に,不飽和土の多相連成解析手法をもとに,平均間隙圧力を用いた有効骨格応力を定義し,不飽和土の構成則中の応力変数とする方法を提案しており,本研究でもこれを拡張した.ハイドレートの地盤中での存在形態については,現在のところ,ハイドレート粒子が土粒子間隙中に浮遊して存在する"間隙浮遊型",あるいはハイドレートが土粒子間を固着しセメンテーションの役割を果たす"土粒子固着型"のいずれか,またはこれらが混在した状態であるとされている.いずれの場合にも,MH含有地盤の力学挙動はハイドレート含有率に大きく依存すると考えられる.そこで方法を参考にし,降伏曲面の移動・縮小によって,ハイドレート分解に伴う粘着力の減少および構造劣化をモデル化する方法を用いた.提案した構成式中の材料定数については基礎試錘で採取された天然コアによる力学試験結果をシミュレーションすることにより決定した.
上述の解析手法を用いて海底面から南海トラフにおけるMH含有層までをモデル化した大規模モデルの解析を行い、加熱法・減圧法それぞれについて分解時の間隙圧力変化、地盤変形、温度変化等を予測した。特に透水係数にMH飽和率依存性を考慮することによる影響、境界条件の影響について検討を行った。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2007

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] A Chemo-Thermo-Mechanically Coupled Numerical Simulation of the Ground Deformation due to Methane Hydrate Dissociation2007

    • Author(s)
      木元小百合・岡二三生・伏田智彦・藤脇昌也
    • Journal Title

      Computers and Geotechnics 34

      Pages: 216-228

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical Analysis of Deformation of Methane Hydrated Contained Soildue to the Dissociation of Gas Hydrate2007

    • Author(s)
      木元小百合・岡二三生・藤脇昌也・伏田智彦
    • Journal Title

      Bifurcation, Instability, Degradation in Geomechanics 1

      Pages: 361-380

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 弾粘塑性構成式と南海トラフ海底地盤で採取された土への適用2007

    • Author(s)
      岡二三生・木元小百合
    • Journal Title

      材料 57(3)

      Pages: 237-242

    • NAID

      130002085753

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Chemo-Thermo-Mechanically Coupled Numerical Simulation of the Ground Deformation due to Methane Hydrate2007

    • Author(s)
      木元小百合, 岡二三生, 伏田智彦, 藤脇昌也
    • Journal Title

      Computers and Geotechnics (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Numerical Simulation of the Ground Deformation due to Methane Hydrate Dissociation by a Chemo-Thermo-Mechanically Coupled Analysis2007

    • Author(s)
      木元小百合, 岡二三生, 伏田智彦, 藤脇昌也
    • Journal Title

      Proc.9th Int.Symp. On Numerical Models In geomechanics, Kodos,25-27,April,2007(G.N.Pande and S.Pietruszczak eds.)(Taylor & Fransis Group Balkema) 10

      Pages: 303-309

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A CHEMO-THERMO-MECHANICALLY COUPLED ANALYSIS OF SUBSURFACE GROUND DEFORMATION INDUCED BY METHANE HYDRATE DISSOCIATION2007

    • Author(s)
      岡二三生, 木元小百合, 藤脇昌也, 伏田智彦
    • Journal Title

      Proceedings of the 2nd International Conference on Porous Media and its Applications in Science and Engineering, June 17-21,2007,Kauai, Hawaii (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] メタンハイドレート分解時の多相地盤の2次元有限要素変形シミュレーション2007

    • Author(s)
      藤脇昌也, 木元小百合, 岡二三生, 伏田智彦
    • Journal Title

      第42回地盤工学研究発表会 (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] メタンハイドレート分解時の2次元有限要素変形シミュレーション -境界条件の影響-2007

    • Author(s)
      伏田智彦・藤脇昌也・木元小百合・岡二三生
    • Organizer
      平成19年 土木学会第62回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2007-09-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] メタンハイドレート分解時の多相地盤の2次元有限要素変形シミュレーション2007

    • Author(s)
      藤脇昌也・木元小百合・岡二三生・伏田智彦
    • Organizer
      平成19年 第42回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-07-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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