2020 Fiscal Year Annual Research Report
二相流動－変形－化学的浸透の統合的連成による遅い流れ場での泥質岩岩石物理学の創成
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17H01360
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
徳永 朋祥 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (70237072)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 肇 大成建設株式会社技術センター, その他部局等, チームリーダー (10417090)
愛知 正温 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (40645917)
後藤 宏樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究員 (50781449)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 地殻工学 / 地下流体挙動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の成果は以下のとおりである。まず、化学的浸透現象に伴う変形の理解に関して、昨年度実施した室内実験について、数値計算を用いた解析を実施した。ここでは、室内実験の条件を模した数理モデルを作成し，支配方程式に含まれる未知の物性値について感度分析を行うことで，実験結果に特に影響を与える4つの物性値を抽出した。また，主要な４つの物性値を組み合わせることにより、3つのパラメータを設定したうえで、それらを用いて支配方程式を無次元化し，室内実験条件において、歪挙動からこれらのパラメータの値を決定できるタイプカーブを作成した。作成したタイプカーブを室内実験の結果に適用することで， 3つのパラメータのうち圧力拡散および濃度差によって生じる変形の規模を記述する2つのパラメータを決定できること，濃度変化に関わるパラメータの決定には反射係数の濃度依存性についての検討が必要になることを明らかにした。新たに開発を行っている有限差分シミュレータについては、室内実験に対する再現解析事例を対象としつつ、数値安定性向上や逆解析手法へのスムーザーアルゴリズム導入などの改良を行った。特に、反復連成解析機能を構築し、連成解析と非連成解析の計算結果について、容易に比較可能となるように改良した。極めて遅い流れ場での二相流体流動に伴う変形過程の理解に向けては、水で飽和した泥岩試料に水を圧入する実験とガスを圧入する実験を実施し、試料のひずみ挙動を比較するとともに、数値シミュレーションによりひずみ挙動を定量的に説明した。その結果、二相流動に伴う変形過程を単相流動に伴う変形過程から推論することは、特に遅い流れ場においては必ずしも適切ではないことが明らかとなった。さらに、今後の岩石物理学における新たな計測手法に向けた検討として、X線CTの適用を念頭においた要素実験を実施した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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