2023 Fiscal Year Research-status Report
圧力容器内のリアルタイム映像モニタリングが解き明かす断層の再活動と流体移動
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23K04037
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
朝比奈 大輔 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, 主任研究員 (40738316)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | リアルタイム映像モニタリング / 断層再活動 / 間隙水圧 / 真三軸試験装置 / 一面せん断試験 / ウェブカメラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，岩石実験用圧力容器内のリアルタイム映像モニタリングによって断層の再活動が流体移動特性に及ぼす影響を解明することである．大深度の地下空間の利用や二酸化炭素の地下への圧入に伴って，応力場や間隙圧が変化することにより，既存の断層が再び活動することがある．しかし，地下の断層の動きを直接観察することは難しく，特に，断層面の幾何学的状態の変化の過程が流体移動特性に与える影響についての理解は不足している．本研究では，地下の応力状態を室内実験で模擬し，高い拘束圧の状態で岩石のすべり実験を行い，カメラ撮影により岩石の挙動をリアルタイムで観察・計測する．
令和5年度は，リアルタイム映像モニタリング技術の構築と断層すべり実験の実施を行った．岩石力学試験に用いる圧力容器の圧力に耐える高剛性カメラケース作成し，小型カメラによるリアルタイム映像モニタリングシステムを構築した．研究代表者らがこれまでに開発したデジタルカメラによる可視化システムの代わりに，小型カメラを利用し，圧力容器の内部とデータ収録用のPCを信号ケーブルで接続することにより，リアルタイムで岩石の挙動を観察・計測できるシステムを構築した．また，研究代表者らが近年提案した一面せん断試験法によって，不連続面を有する石膏試料のすべり実験を行い，その挙動をカメラによって撮影した．また，デジタル画像相関法によって固着域のひずみ分布及び開口幅分布を計算し，拘束圧の変化による影響を定量化した．
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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
本年度は研究計画1年度目であり，リアルタイム映像モニタリングのシステム構築が順調に進んでいる．また， 本システムを用いた実験を行っており，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
一面せん断－透水試験装置を用いて，拘束圧下におけるせん断－透水実験を行い，令和5年度と同様に，リアルタイム映像モニタリングシステムによる観察・計測を行いさらにデータを蓄積する．断層周辺のひずみ分布及び開口幅分布の状態変化が，透水係数の変化に及ぼす影響についてのモデルを構築する予定である．
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| Causes of Carryover |
令和5年度は，これまでに使用していた実験装置を用いた実験が可能であったため計画当初に予定していた設備備品費は使用しなかった．令和6年度は，実験の拡張を行う予定であり，計画当初に予定していた設備備品費を使用する予定である．また，令和6年度は国際学会で発表予定であるため，令和5年度に計上しなかった海外旅費を使用する予定である．
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