2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K06210
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木元 小百合 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70362457)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 内部浸食 / 出砂 / 構成式 / 多相連成解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地盤の出砂現象は，地盤内部の土粒子が浸透流の作用により剥離し移動する現象であり，地盤力学では内部浸食現象として捉えられる．河川堤防，護岸構造物や地下埋設物の周辺地盤では，内部浸食による地盤内部の劣化の進展が、種々のメカニズムにより局所破壊現象（パイピング）や空洞化を引き起こし，地盤の破壊現象の主な要因の一つとなっている．一方，資源工学の分野では，石油や天然ガス等の資源開発時に化石燃料の回収と同時に，岩盤層が乱されて生じた砂粒子が回収される現象は出砂現象と呼ばれ，生産井の寿命や生産性を決める重要な要因となっている．
本研究は，分解時の土骨格挙動の構成式，出砂限界式，出砂速度式を取り入れた出砂現象予測シミュレータを開発することを目的とする．初年度である平成２７年度は，予測解析に用いる地盤内部の出砂限界および出砂速度式を提案した．また，定式化した出砂限界式，出砂速度式を取り入れた出砂現象予測シミュレータを開発した．浸食され浮遊した土粒子は液相とともに運動すると仮定し，土砂輸送問題として取り扱うことができる．本研究では，多相混合体理論に基づき，内部浸食の発生条件式を導いた．地盤を土粒子，移流土粒子，間隙流体から構成されると仮定し，移流土粒子は間隙流体と一体となって運動するとした．また，開発した予測解析法を既往の下向き浸透流による浸食試験に適用し，浸食速度係数を変えた場合の浸食土量について比較した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
出砂構成式の提案と多相連成解析法への導入を行った．また既往の実験データを用いて解析手法の検証を行った．初年度予定していた模型試験は次年度行うこととし，次年度実施予定の解析手法への導入を先行して行った．
全体としておおむね順調に進展していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
一次元あるいは二次元浸食試験を行い，浸食土量の計測とX線CT等を用いた浸食挙動の可視化を行い，現象のメカニズムの解明とともに内部浸食モデルの妥当性について検討する．また，提案した解析手法を用いて，河川堤防の浸食現象やメタンハイドレート生産時のシミュレーションを行う予定である．
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| Causes of Carryover |
平成２７年度は実験は簡易試験のみとし、次年度に実施予定であった解析手法の開発を先行して実施した。そのため実験装置購入用の物品費が未使用となっている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
初年度に実施予定であった浸食試験を実施するため、模型試験装置を購入する。
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