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2007 Fiscal Year Annual Research Report

深海底におけるメタンハイドレート堆積層の資源開発に伴う力学的挙動の評価

Research Project

Project/Area Number 17360226
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

兵動 正幸  Yamaguchi University, 大学院・理工学研究科, 教授 (40130091)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村田 秀一  山口大学, 副学長 (80044618)
石田 毅  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10232307)
中田 幸男  山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90274183)
田中 一広  山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30188289)
吉本 憲正  山口大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (00325242)
Keywordsメタンハイドレート / 深海底 / 堆積層 / 資源開発 / 力学挙動 / 構成式 / 地盤変形モデル / メタンガス
Research Abstract

深海底におけるメタンハイドレート堆積層のメタンハイドレート生産時の変形挙動を評価するため、原位置の温度・応力条件下での存在を模擬した試料に対して、想定される生産手法によるメタンハイドレートの分解過程を再現し、それに伴う堆積層のせん断変形および体積変化を評価した。さらに、堆積層の初期応力状態および生産時の応力変化によるせん断変形および体積変化についても検討した。また、基礎試錐で認められたMH層(砂層)および泥層の変形、強度特性を表す構成式の開発を行った。そして、MH層を含む砂泥互層の挙動を表現することを目的とした。具体的には、(1)砂の密度の違いがMH堆積層の力学特性に及ぼす影響の評価、(2)MHの分解によるMH堆積層の変形挙動の評価、(3)種々の状態下のMHの挙動の把握とMH分解時の地盤変形を表現可能な構成モデルの開発、を実施した。得られた知見を以下に示す。(1)同じMH飽和率であっても砂の密度が密なほど、発揮されるせん断強度はより高くなる。(2)MHの分解による堆積層の変形挙動は、分解時の応力状態の影響を受け、せん断変形、体積変化挙動が異なる。特に、限界応力比を超えた状態で分解させた場合、顕著なせん断変形が生じ、体積変化については膨張挙動を示す。構成式については、修正Cam-Clayモデルを基本とし、下負荷面やクリープポテンシャル面、内部応力項の導入することによりMHを含む地盤の力学特性を表現できるものを開発した。加えて、温度上昇や圧力減少などによるMHの分解により生じる地盤の変形挙動についても表現できるモデルへと拡張した。その結果、実験により現れた挙動を良く表現でき、実験で生じたせん断変形や膨張挙動についても表現できることがわかった。

  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Elastoplastic Constitutive Equation for Methane Hydrate-bearing Sand in Deep Seabed2008

    • Author(s)
      Hyodo Masayuki
    • Journal Title

      Proceedings of the 14th International Symposium on Plasticity 2008

      Pages: 349-351

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 深海底地盤を模擬したガスハイドレート堆積砂の三軸圧縮特性2007

    • Author(s)
      米田 純
    • Journal Title

      地盤と建設 25

      Pages: 113-122

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shear Behaviour of Methane Hydrate Bearing Sand2007

    • Author(s)
      Hyodo Masayuki
    • Journal Title

      Proceedings of ISOPE-2007

      Pages: 1326-1333

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical Behavior of Methane Hydrate-supported Sand2007

    • Author(s)
      Hyodo Masayuki
    • Journal Title

      Proceedings of the Intemal Symposium on Geotechnical Engineering, Ground Improvement and Geoynthethics for Human security and Enviromental Preservation

      Pages: 195-208

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 減圧法によるメタンハイドレート固結砂の分解時力学特性2007

    • Author(s)
      米田 純
    • Organizer
      第42回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2007-07-05
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] メタンハイドレートの生成及び分解による砂の力学特性2007

    • Author(s)
      津田 伸基
    • Organizer
      第42回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2007-07-05
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] K_0圧密下におけるメタンハイドレートを含む砂の力学特性2007

    • Author(s)
      津田 伸基
    • Organizer
      土木学会中国支部第60回研究発表会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部
    • Year and Date
      2007-06-02
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 減圧法によるメタンハイドレート分解に伴う堆積砂の挙動2007

    • Author(s)
      米田 純
    • Organizer
      土木学会中国支部第60回研究発表会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部
    • Year and Date
      2007-06-02
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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Published: 2010-02-04   Modified: 2012-09-26  

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