2017 Fiscal Year Annual Research Report
Hydraulic transfer characteristics of 3D crack network in rocks by utilizing visualization of fluid transfer process
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17H03506
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
蒋 宇静 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50253498)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 晃 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40305008)
杉本 知史 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60404240)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | き裂ネットワーク / 物質移動特性 / 透水可視化試験 / 流れ場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地下水の移行経路にあたる岩盤内き裂ネットワークの水理物質移動特性は、地層中における物質移行特性や地熱・油ガス貯留層の開発効果の予測評価において重要な要素である。実際の岩盤き裂の間隙構造と分布形態は複雑であり、それらが岩盤の水理物質移動特性に与える影響を反映した評価手法はまだ確立されていないのが現状である。今年度では、下記の項目について研究を進め、一定の成果が得られている。
1. 岩盤き裂ネットワークの流れの可視化システムの設計：様々な表面形状と空間分布の三次元岩盤き裂ネットワークをモデル化し、アクリル板または高強度ガラス板を使って、設計載荷経路に従い面内に圧縮載荷することにより、様々な開口幅と交差角を有するき裂を発生させることに成功している。それにより、表面ラフネスと交差部が流れの非線形的挙動に与えるミクロ的影響を詳細に考察している。
2. き裂ネットワークの透水可視化試験：様々なき裂ネットワーク分布を有する平面モデル板を用いて、染色したトレーサー液をき裂内部に注入し、流れの圧力制御または流速制御で透水試験を行い、CCDカメラによりき裂内の水理・物質移行挙動を微小な時間間隔において連続撮影し、可視化試験のデータを蓄積している。また、画像分析により、水理・物質移動挙動の詳細な検討を可能にし、ナビエ・ストークス方程式を解くことにより、二次元き裂ネットワーク内の流れ場を詳細に評価することができた。
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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
平成29年12月、制御システムの設計の予備実験を行う過程で、制御システム設計に必要な基礎データの蓄積において、データ量が膨大になり、当初の予想を超えて時間がかかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
制御システム設計に必要な基礎データの蓄積において、データ量が膨大になり、当初の予想を超えて時間がかかった。その結果、制御システム設計前に、せん断透水試験とデータ分析を行い、基礎データを揃えた上で制御システムの設計および動作確認と改善を行う必要があるために、研究スケジュールの一部調整を行った。
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