2018 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of factors of deformation behavior of sand during methane hydrate production by discrete element method
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17H06899
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
梶山 慎太郎 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50803532)
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| Project Period (FY) |
2017-08-25 – 2019-03-31
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| Keywords | メタンハイドレート / 個別要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は，前年度作成したメタンハイドレート(以下，MH)を含有する砂の供試体解析モデルを改良し，引き続きモデルの強度およびMHが供試体内から消去した(MHの分解)時の挙動について，個別要素法を用いて解析を行った．
このモデルを用いてせん断試験を行った結果，ホスト粒子のみのモデルとMH粒子を含有するモデルとピーク強度の差が，実験におけるせん断試験結果の強度差と同様の傾向を示した．このモデルを利用し平地地盤内の応力状態となるまで鉛直方向に応力を与え，分解シミュレーションを行った．
分解シミュレーションを行ったところ，本研究の解析条件下では，等方圧密状態では，有効応力の増加を伴うMH粒子消去による体積ひずみの方がMH粒子を消去したのみの場合と比べて大きくなることが明らかとなった．また，鉛直方向の軸ひずみに着目すると，体積ひずみよりもより両シミュレーション結果の差が大きくなることが明らかとなった．
分解開始時に水平方向の応力より鉛直方向に応力が高い状態で分解を行うと，等方圧密状態で分解を行うよりも，有効応力の増加の有無による体積ひずみの増加量の差が大きくなることが明らかとなった．
時間依存性に関して，MH含有砂の等方圧密試験の結果から，いずれの有効応力においても，MHの有無にかかわらず，有効応力一定下での軸ひずみは経時変化に対して指数関数的に減少することが明らかとなった．また，有効応力一定下において，一定の時間経過と伴に間隙比の増加量が大きくなるという時間依存性が認められた． MH含有砂の方が間隙比の増加量が大きくなり始める時間がホスト砂と比べて長く，間隙比の増加量はMH含有砂の方が大きくなる傾向が認められた．また，有効応力が一定に至ってからのMH含有砂とホスト砂の間隙比の変化量の差を比較すると，細粒分が多い方が差が大きいことが明らかとなった．
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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