2019 Fiscal Year Research-status Report
Integration of structure-fluid-fluxcodel for subsurface geo enginnering
| Project/Area Number |
19K15094
|
|---|
| 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, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), 技術研究員 (20705701)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 地盤工学 / 連成解析 / 深海底地盤 / 熱・フラックス輸送 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
海底表層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「土骨格-流体-熱化学連成手法の総合化」を研究目的としている．
海底面と地殻に挟まれた境界部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地盤骨格の変形安定問題，②流体浸透-物質輸送問題，③熱輸送-状態変化関係の理論統合に向け，実験・解析事実を蓄積し，海底資源開発やインフラ整備へと技術を援用するための基礎理論の構築を進めている．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や化学作用を取り入れることで当該効果がどのように影響を与えるか理論の整理を進めている．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，連続体理論をもとに，海洋構造物と地盤材料の境界で生じる両者の相互作用を適切に考慮するための地盤材料-構造物接触問題についても，既存の地盤の力学現象を拡張し，再整理する方法につい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
熱・化学作用を中心とした理論構築に向けて，地盤中の移流拡散モデルの整理を実施できた．また，既存の実験データを見直す中で，地盤力学の力学体系に援用する手法を適切に開発できた．加えて，海底表層軟弱地盤の力学体系や海底構造物と地盤の相互作用の定量化のため，定速度で地盤に貫入可能な装置の作成が進行中であり，調査手法や体系整理に向けた準備を進めることができたため．
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに得た知見をさらに発展させ，まずは海底地盤で生じている力学現象について定性的な現象を理解するための解析ツール及び実験設備を整える．
|
| Causes of Carryover |
当初購入予定であった，実験装置と大規模データ保存用のメモリディスクの購入を見送ったため，次年度使用が生じた．実験装置に関しては業者の見積もりをもとに次年度以降に購入を検討する．大規模データ保存用のメモリディスクに関しては次年度に購入予定である．
|
