2016 Fiscal Year Research-status Report
深海底地盤力学の構築に向けた間隙流体-土骨格-熱力学連成モデルの確立
| Project/Area Number |
15K18115
|
|---|
| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
野村 瞬 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 技術研究員 (20705701)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 地盤工学 / 構成モデル / 深海底地盤 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
深海底地盤の力学メカニズム解明に向け，特殊な環境変化を伴う地盤状態を評価できる「間隙流体-土骨格-熱力学連成手法の構築」を研究目的としている．海底と地殻に挟まれた領域には必ず海底地盤が存在し，その領域は地球規模でみると狭く，占有率は大きくない．しかしながら自然界でみられる多くの境界部同様，多様な物理化学現象が観察される領域であり，地球ダイナミクスの解明とその産業利用に大きな期待が寄せられている．
研究過程では，これまで独立に捉えられてきた，1.流体浸透-物質輸送問題，2.熱輸送-状態変化関係，3.地盤骨格の変形安定問題の理論統合に向け，実験・解析事実を蓄積し，それらを深海底地盤工学へ応用する手法を模索している．現在，数理理論の構築を中心に研究を進めており，既存の地盤工学の力学体系に熱-化学作用を取り入れることでそれらの影響が構成モデルにどのように影響を与えるか検討を進めている．また，地盤中の熱や流体，溶解物質が地盤内を運動する際，温度，圧力，濃度といった環境因子の中でそれらがどのように運動し，領域に伝播するか，質量保存則，混合体理論をもとに明らかにする手法を検討している．さらに，海底表層地盤の変形安定問題として，未固結地盤の力学特性の把握も進めたいと考えている．連続体理論をもとに，海洋との境界域に存在している構造が未発達である地盤の力学現象を流体-固体力学を援用し整理する手法も併せて検討を進めている．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理論体系の構築に向けて，地盤内の間隙構造を試料の粒度分布より算出する手法の検討を行った．構築した数理モデルは実験事実と精度の良い一致が見られ，実現場へ適用する手法を検討している．また，高粒子レイノルズ域における粒子の沈降速度を算出する手法について検討を行い，簡易な一次元モデルで多粒子環境における干渉沈降を模擬するための理論の構築を行った．
|
| Strategy for Future Research Activity |
現在進めている理論を進化させるとともに，それぞれを混合体理論などにより統合する手法を模索する．合わせて平成28年度までに構築した粒度分布からの透水性や沈降堆積過程を検証するための実験の準備を可能であれば進める．
|
| Causes of Carryover |
理論の構築のための基礎理論の構築を中心に行ったため，多くの資金を必要としなかった．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度は実験の実施に向けた計測装置等の機器およびデータ保存のためのデータロガーを購入予定である．
|
Research Products
(1 results)
