2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12450414
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
菅原 勝彦 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60109668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾原 祐三 熊本大学, 工学部, 教授 (50135315)
佐藤 晃 熊本大学, 工学部, 助手 (40305008)
大谷 順 熊本大学, 自然科学研究科, 助教授 (30203821)
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| Keywords | X線 / CT / X線CT / 岩石 / 熱水流動 / 透水 / 画像処理 |
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| Research Abstract |
本研究は、深部地下資源の開発、ならびに地殻が有する熱エネルギーの積極的利用に不可欠な地殻熱水流動の実態解明に貢献することを目的とした基礎研究である。一連の熱水流動モデル実験にX線CT(X-ray Computed Tomography)を適用し、岩石内部の熱水流動を可視化するとともに、流体力学的分析により将来の開発設計や熱水流動解析に必要な基礎資料を提供するものである。
平成12年度は、まず、X線CT装置内で使用可能なオールアルミ製温度・圧力制御熱水流動可視化実験装置の開発をおこなった。次に、X線CTによる熱水流動可視化試験に必要な基礎実験として、前述の装置を用いて円柱内軸方向流れおよび二次元軸対象収束流れ透水実験を実施し、得られたX線CTデータから岩石内部における空隙の分布と透水現象の関係について定量化を行った。
本年度実施した研究により得られた主な知見をまとめると以下の通りである。(1)X線CTデータのノイズ処理の方法を提案し、ノイズ処理を施したX線CTデータから体積含水率および間隙率を評価する方法を示した。(2)透水フロントの可視化技術を確立し、来待砂岩について透水フロントの移動速度の分布を明らかにした。その結果、間隙率が大きい箇所では移動速度が小さく、逆に間隙率が小さい箇所では移動速度が大きくなることが分かった。(3)局所間隙率と透水フロントの移動速度の積から透水フロントの流量速度を求め、来待砂岩について流量速度が局所間隙率に正比例していることを明らかにした。(4)熱水流動の可視化に最適な試料形状、撮影方法、濃淡情報や空間情報の最適変換手法、ノイズ除去のための平滑化手法、構造の鮮鋭化手法、時系列画像間演算法など、熱水流動モデル実験に必要なノウハウを蓄積した。以上の研究成果は早期に学会誌に論文報告する予定である。
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[Publications] K.Sugawara: "Visualization of water saturation process in rock by X-Rays CT"Proceedings of The '99 Japan-Korea Joint Symposium on Rock Engineering. 503-508 (1999)
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[Publications] A.Hirata: "Measurement of grouth of tension crack by X-ray computed tomography"Proceedings of Ninth International Congress on Rock Mechanics. No.2. 1019-1022 (1999)
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[Publications] 菅原勝彦: "X線CTによる岩石の透水係数の測定"資源と素材. 115巻・11号. 803-808 (1999)
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[Publications] J.Otani: "Evaluation of engineering property of in-situ light weight soil using X-ray CT scanner"Eleventh Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering in Korea. 57-60 (1999)
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[Publications] T.Mukunoki: "Evaluation of engineering property of in-situ light-weight soil using X-ray CT scanner"Second Japan-Chaina Joiny Symposium on Recent development of theory and practice in geotechnology. 292-299 (1999)
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[Publications] J.Otani: "Application of X-Rays CT to soil and rock engineering"GeoEng 2000. PF0297 (2000)
