• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

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

研究課題

研究課題/領域番号 17H01360
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地球・資源システム工学
研究機関東京大学

研究代表者

徳永 朋祥  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (70237072)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2017年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
キーワード地下流体挙動 / 地殻工学
研究成果の概要

本研究では、二相流体系に拡張した多孔質弾性論と化学的浸透現象に関する理解を基盤とし、1)化学的浸透現象によって引き起こされる変形過程、2)極めて遅い流れ場で発生する空間的に不均質な二相流体流動に伴う変形過程、に着目した実験研究を行った。また、実験結果を説明するモデルの構築を行い、さらに、数値解析コードとして現象を定量的に評価可能とした。そのうえで、実験・理論・数値解析を統合し、極めて遅い流れ場における泥質岩挙動を表現する体系を提示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

泥質岩は、放射性廃棄物処分や二酸化炭素地中貯留を実現する場合において重要な役割を果たす岩石であると考えられている。これは、泥質岩は、その透水性が極めて小いことから、物質を長期にわたって閉じ込める能力を持つと考えられているからである。一方、そのような岩石においては、一般的な地下流体挙動の理論では取り扱われることが少なかった連成過程(例えば流動に伴う変形や濃度差に伴って発生する流れや変形)が重要な位置づけを持つ場合が起こりうる。本研究は、そのような状況における泥質岩の挙動に関して、理論的体系を構築するとともに、室内実験を通し実際の現象を把握し、数値解析的に評価することを可能にしたものである。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Poroelastic modeling of a heterogeneous geologic medium: A case study from Kanto Basin in Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Joshi, A., Aichi, M. and Tokunaga, T.
    • 雑誌名

      Groundwater

      巻: 59 号: 3 ページ: 453-467

    • DOI

      10.1111/gwat.13070

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地下水分野の近未来を見据えた新たなハード・ソフトに関する研究構想2020

    • 著者名/発表者名
      愛知正温・冨樫聡
    • 雑誌名

      地下水学会誌

      巻: 62 号: 4 ページ: 547-561

    • DOI

      10.5917/jagh.62.547

    • NAID

      130007985882

    • ISSN
      0913-4182, 2185-5943
    • 年月日
      2020-11-30
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regime identification, dimensionless numbers, and parameter sensitivity of variable-density flow in porous media based on numerical simulations.2020

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. and Tokunaga, T.
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 56 号: 8

    • DOI

      10.1029/2020wr027623

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Land subsidence modelling for decision making on groundwater abstraction under emergency situation2020

    • 著者名/発表者名
      Aichi, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences

      巻: 382 ページ: 403-408

    • DOI

      10.5194/piahs-382-403-2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3D modeling of tsunami-induced seawater intrusion and aquifer recovery in Niijima Island, Japan, under the future tsunami scenario2020

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. and Tokunaga, T.
    • 雑誌名

      Journal of Groundwater Hydrology

      巻: 62

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Future Risks of Tsunami‐Induced Seawater Intrusion Into Unconfined Coastal Aquifers: Insights From Numerical Simulations at Niijima Island, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. and Tokunaga, T.
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 55 号: 12 ページ: 10082-10104

    • DOI

      10.1029/2019wr025386

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analytical solution for a radial advection-dispersion equation including both mechanical dispersion and molecular diffusion for a steady-state flow field in a horizontal aquifer caused by a constant rate injection from a well2018

    • 著者名/発表者名
      Aichi Masaatsu、Akitaya Kento
    • 雑誌名

      Hydrological Research Letters

      巻: 12 号: 3 ページ: 23-27

    • DOI

      10.3178/hrl.12.23

    • NAID

      130007481342

    • ISSN
      1882-3416
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 有限差分法によるu-σ-p 混合定式化多孔質弾性反復連成シミュレータの開発2021

    • 著者名/発表者名
      愛知正温
    • 学会等名
      日本地下水学会2021年春季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 泥岩中の化学的浸透現象と岩石の変形:数値モデルによる検討と室内実験との比較2021

    • 著者名/発表者名
      廣田翔伍・徳永朋祥・薛自求・三善孝之・朴赫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Land subsidence prediction with uncertainty analysis by a smoother algorithm with a multiple calibration-constrained null-space Monte Carlo method2020

    • 著者名/発表者名
      Aichi, M.
    • 学会等名
      EGU General Assembly
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of tsunami-induced seawater intrusion into unconfined coastal aquifers: uncertainties analysis and water management2020

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupled chemical osmosis and rock deformation processes in semipermeable mudstone- theoretical and experimental approaches-2020

    • 著者名/発表者名
      Hirota, S., Tokunaga, T., Aichi, M., Xue, Z. and Park H.
    • 学会等名
      EGU General Assembly
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of experimentally observed deformation behavior of mudstone due to the infiltration of non-wetting phase fluid2020

    • 著者名/発表者名
      Goto H., Tokunaga, T. and Aichi, M.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塩水層へのCO2貯留で発生しうる乾燥状況を想定した塩の析出実験2019

    • 著者名/発表者名
      森垣勇人・愛知正温
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光ファイバーセンシング技術およびひずみゲージを用いた泥岩中の化学的浸透による岩石の変形の定量化と計測された歪挙動の比較2019

    • 著者名/発表者名
      廣田翔伍・徳永朋祥・薛自求・朴赫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 実験による泥岩中の化学的浸透現象に伴う岩石の局所的変形定量化の試み2018

    • 著者名/発表者名
      廣田翔伍・徳永朋祥
    • 学会等名
      石油技術協会平成 30 年度春季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Modelling of Density-Driven Flow and Mass Transport in an Unsaturated-Saturated Aquifer under Horizontal Groundwater Flow Conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      Americal Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Simulating fluoride transport in a soil column: Diffusional mass transfer versus chemical non-equilibrium2018

    • 著者名/発表者名
      Padhi, S. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      Americal Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] TOUGH-GeoFEM による多相流存在下における岩石の弾性変形挙動の数値解析2018

    • 著者名/発表者名
      赤木俊文・山本肇・後藤宏樹
    • 学会等名
      平成30年度土木学会全国大会第73回年次学術講演会概要集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Uncertainty of parameter estimation and future prediction in land subsidence modeling with a genetic algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      Aichi, M.
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Saturation dependency of Bishop’s effective stress coefficient strongly affects strain behavior of rocks under two-phase flow condition2018

    • 著者名/発表者名
      後藤宏樹・愛知正温・徳永朋祥
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 岩中の化学的浸透による岩石の局所的変形に関する実験的・数理的検討2018

    • 著者名/発表者名
      廣田翔伍・徳永朋祥
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Surface complexation modeling of fluoride adsorption by soil and the role of dissolved aluminum on adsorption.2017

    • 著者名/発表者名
      Padhi, S. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Modeling of Variable-Density Flow and Mass Transport in the Unsaturated-Saturated Aquifer under Ambient Groundwater Flow Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Variable-Density Flow and Mass Transport in an Unsaturated-Saturated Aquifer under Horizontal Groundwater Flow Conditions: a 2-D Numerical Modelling Study of Flow Regimes and Parameter Sensitivity2017

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi