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超高精度・多点型光ファイバ歪センサの実用化と岩盤・地下水連成挙動のモニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 21246133
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 何 祖源  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任教授 (70322047)
松井 裕哉 (松井 浩哉)  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 地層処分研究開発部門, 研究副主幹 (30421655)
研究協力者 別府 輝一  アサノ大成基礎設計株式会社, 技術研究所
柏井 善夫  大成基礎設計株式会社, 技術研究所
茂木 勝郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 技術専門職員
愛知 正温  東京大学, 人工物工学研究センター, 特任助教
劉 慶文  東京大学, 大学院・工学系研究科, 博士課程学生
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2011年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2010年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2009年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
キーワード地球計測 / フォトニックセンシング
研究概要

本研究では、超高分解能光ファイバ歪センサを開発し、世界初となる2. 6×10^<-9>の静的な歪分解能を実現した。また、実岩盤への適用を行い、基線長1mスケールの岩盤歪を、世界で初めて1×10^<-8>の分解能で計測することに成功した。また、空洞を含む岩盤内における地下水挙動と変形を適切にモデル化するための構成関係式の導出と、それに基づくシミュレータの開発を行った。特に、岩盤内が完全に水で飽和されていない状況での水・空気の流動と変形との連成過程を取り扱うモデルの構築に成功した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (26件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sub-nano resolution fiber-optic static strain sensor using a sideband interrogation technique2012

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T. and He, Z.
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 37 ページ: 434-436

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多孔質弾性体中の二相流・変形連成過程の定式化-現状と今後の課題・展望-2012

    • 著者名/発表者名
      愛知正温・徳永朋祥
    • 雑誌名

      地学雑誌

      巻: 121 ページ: 39-52

    • NAID

      10031146358

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sub-nano resolution fiber-optic static strain sensor using a sideband interrogation technique2012

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T., He, Z.
    • 雑誌名

      Optics Lett.

      巻: 37 号: 3 ページ: 434-436

    • DOI

      10.1364/ol.37.000434

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realization of nano static strain sensing with fiber Bragg gratings interrogated by narrow linewidth tunable lasers2011

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T. and He, Z.
    • 雑誌名

      Optics Exp

      巻: 19 ページ: 20214-20223

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-high-resolution large-dynamic-range optical fiber static strain sensor using Pound-Drever-Hall technique2011

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T. and He, Z.
    • 雑誌名

      Optics Lett

      巻: 36 ページ: 4044-4046

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamically consistent anisotropic constitutive relations for a poroelastic material saturated by two immiscible fluids2011

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

      Intern. J. Rock Mech. Min. Sci

      巻: 48 ページ: 580-584

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamically consistent anisotropic constitutive relations for a poroelastic material saturated by two immiscible fluids2011

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

      Intern.J.Rock Mech.Min.Sci.

      巻: 48 号: 4 ページ: 580-584

    • DOI

      10.1016/j.ijrmms.2011.02.010

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realization of nano static strain sensing with fiber Bragg gratings interrogated by narrow linewidth tunable lasers2011

    • 著者名/発表者名
      Iiu, Q., Tokunaga, T., He, Z.
    • 雑誌名

      Optics Exp.

      巻: 19 号: 21 ページ: 20214-20223

    • DOI

      10.1364/oe.19.020214

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-high-resolution large-dynamic-range optical fiber static strain sensor using Pound-Drever-Hall technique2011

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T., He, Z.
    • 雑誌名

      Optics Lett.

      巻: 36 号: 20 ページ: 4044-4046

    • DOI

      10.1364/ol.36.004044

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamically-consistent anisotropic constitutive relations for a poroelastic material saturated by two immiscible fluids.2011

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

      International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

      巻: 48(掲載確定(予定))

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress state in the Cuu Long and Nam Con Son basins, offshore Vietnam2011

    • 著者名/発表者名
      Binh N.T.T., Tokunaga T., Goulty N.R., Son H.P., Binh M.V.
    • 雑誌名

      Marine and Petroleum Geology

      巻: 28 ページ: 973-979

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Land subsidence at the Kujukuri Plain in Chiba Prefecture, Japan : Evaluation and monitoring environmental impacts.2010

    • 著者名/発表者名
      Obanawa H., Tokunaga T., Rokugawa S., Decughi T., Nakamura T.
    • 雑誌名

      IAHS Publications

      巻: 339 ページ: 293-298

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-high resolution multiplexed fiber Bragg Grating Sensor for Crustal Strain Monitoring

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T., Mogi, K., Matsui, H., Wang, H. F., Kato, T. and He, Z.
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Journal

      巻: (in press)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Realization of nano-strain-resolution fiber optic static strain sensor for geo-science applications2012

    • 著者名/発表者名
      He, Z., Liu, Q., Tokunaga, T.
    • 学会等名
      CLEO 2012
    • 発表場所
      San Jose, U.S.A.(招待講演)(発表確定)
    • 年月日
      2012-05-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Sub-nano resolution static strain fiber sensor using a novel sideband interrogation technique2012

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T., He, Z.
    • 学会等名
      OFC/NFOEC 2012
    • 発表場所
      Los Angeles, U.S.A.
    • 年月日
      2012-03-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Field demonstration of 10-nano static strain resolution multiplexed FBG sensor for geophysical applications2012

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T., Mogi, K., Matsui, H., Wang, H. F., Kato, T. and He, Z.
    • 学会等名
      3rd Asia-Pacific Optical Sensors Conference, Sydney
    • 発表場所
      Sydney
    • 年月日
      2012-01-31
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Field demonstration of 10-nano static strain resolution multiplexed FBG sensor for geophysical applications2012

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., Tokunaga, T., Mogi, K., Matsui, H., Wang, H. R, Kato, T., He, Z.
    • 学会等名
      3rd Asia-Pacific Optical Sensors Conference
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2012-01-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 二相の間隙流体を含む多孔質弾性体の構成関係式に含まれる材料物性2012

    • 著者名/発表者名
      愛知正温・徳永朋祥
    • 学会等名
      第47回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      八戸工業大学(青森県)(発表確定)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of a 3D FBG extensometer for hydromechanical well testing2011

    • 著者名/発表者名
      Skawski, G.M., Tokunaga, T., Ito, Y., Mogi, K., Cho, A., Germanovich, L.N., Hisz, D.B., Ebenhack, J., Wang, H. F., Murdoch, L.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2011-12-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Application of an ultra-high-resolution FBG strain sensor for crustal deformation measurements at the Aburatsubo Bay, Japan2011

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga, T., Liu, Q., He, Z., Mogi, K., Matsui, H., Wang, H.F., Kato, T.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Poroelastic simulation of reverse-polarity pore pressure responses around the low permeable fault zone2011

    • 著者名/発表者名
      Aichi, M., Tokunaga, T.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Resonance difference measurement of Fabry-Perot interferometer with sub-fm resolution2011

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., He, Z., Tokunaga, T., Hotate, K.
    • 学会等名
      2011 IEEE Photonics Conference, ThEE3
    • 発表場所
      Arlington, U.S.A.
    • 年月日
      2011-10-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] An ultra-high-resolution large-dynamic-range fiber optic static strain sensor using Pound-Drever-Hall technique2011

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., He, Z., Tokunaga, T. and Hotate, K.
    • 学会等名
      2011 CLEO Pacific Rim Conference
    • 発表場所
      Sydney
    • 年月日
      2011-08-29
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] An ultra-high-resolution large-dynamic-range fiber optic static strain sensor using Pound-Drever-Hall technique2011

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., He, Z., Tokunaga, T., Hotate, K.
    • 学会等名
      2011 CLEO Pacific Rim Conference
    • 発表場所
      Sydney, Australia(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pound-Drever-Hall復調法を用いた超高分解能広ダイナミックレンジ光ファイバ歪センサ2011

    • 著者名/発表者名
      劉慶文・何祖源・徳永朋祥・保立和夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究会
    • 発表場所
      とかちプラザ(北海道)
    • 年月日
      2011-08-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Realization of nano-strain-resolution fiber optic static strain sensor for geo-science applications2011

    • 著者名/発表者名
      He, Z., Liu, Q. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      CLEO 2012
    • 発表場所
      Ottawa
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Realization of nano-order static strain resolution in FBG sensors using narrow linewidth tunable laser sources : Theoretical analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., He, Z., Tokunaga, T., Hotate, K.
    • 学会等名
      21st International Conference on Optical Fiber Sensors
    • 発表場所
      Ottawa, Canada
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 波長可変狭線幅レーザを用いた地球物理研究用ナノストレーン分解のFBG静的歪センサ2011

    • 著者名/発表者名
      劉慶文・何祖源・徳永朋祥・保立和夫
    • 学会等名
      応用物理学会光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京理科大学 神楽坂校舎 森戸記念館(東京都)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of an ultra-high-resolution FBG strain sensor and laboratory experiments to evaluate its performance for application to the rock masses2010

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga T., He Z., Liu Q., Mogi K., Matsui H., Nakayama Y., Hirata A., Mizuta Y.
    • 学会等名
      American Geophyical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Fransicso, USA
    • 年月日
      2010-12-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-high-resolution FBG static-strain sensor using narrow linewidth tunable laser2010

    • 著者名/発表者名
      劉慶文, 何祖源, 徳永朋祥, 保立和夫
    • 学会等名
      応用物理学会第46回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Analysis on the resolution of FBG sensors using narrow linewidth tunable laser2010

    • 著者名/発表者名
      Liu Q., He Z., Tokunaga T., Hotate K.
    • 学会等名
      Optics & Phatonics Japan 2010
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-11-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Deep underground instrumentation and monitoring2010

    • 著者名/発表者名
      Wang, H. F., Gage, J. R., Fratta, D., MacLaughlin, M., Murdoch, L. C. and Tokunaga, T.
    • 学会等名
      Proc. 6th Asian Rock Mech. Symp.
    • 発表場所
      New Delhi
    • 年月日
      2010-10-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Deep underground instrumentation and monitoring2010

    • 著者名/発表者名
      Wang H.F., Gage J.R., Fratta D., MacLaughlin M., Murdoch L.C., Tokunaga T.
    • 学会等名
      Proceeding of 6th Asian Rock Mechanics Symposium
    • 発表場所
      New Delhi, India
    • 年月日
      2010-10-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] An ultra-high-resolution FBG static-strain sensor for geophysics applications2010

    • 著者名/発表者名
      Liu, Q., He, Z., Tokunaga, T., Hotate, K.
    • 学会等名
      Proc.SPIE Fourth European Workshop on Optical Fibre Sensors, Vol.7653
    • 発表場所
      Porto, Portugal
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 相互相関処理を用いたFBG超高分解能静的歪センサ2010

    • 著者名/発表者名
      劉慶文, 何祖源, 徳永明祥, 保立和夫
    • 学会等名
      光ファイバセンサ国際会議(OFS)日本委員会シンポジウム「光応用計測の最前線」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-07-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 相互相関処理を用いた静的歪測定のための超高分解能FBGセンサ2010

    • 著者名/発表者名
      劉慶文・何祖源・徳永朋祥・保立和夫
    • 学会等名
      電子通信情報学会 光ファイバ応用技術研究会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2010-01-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Studies on deformation/pore pressure coupling processes at Japanese URLs and the development of ultra-high resolution FBG strain sensors for rock mechanics2009

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga, T., Matsui, H., He, Z., and Kashiwai, Y.
    • 学会等名
      American Geophysical Union
    • 発表場所
      Fall Meeting, San Francisco
    • 年月日
      2009-12-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Studies on deformation/pore pressure coupling processes at Japanese URLs and the development of ultra-high resolution FBG strain sensors for rock mechanics2009

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga, T., Matsui, H., He, Z., Kashiwai, Y
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2009-12-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the applicability of optical fiber strain sensors for monitoring rock deformation caused by ocean tide-a case study at the Aburatsubo site, Japan-.2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H., Kashiwai, Y., Sano, O., Tokunaga, T., He, Z., Mogi, K., Wang, H.F.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2009-12-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/coe/japanese/achievements/category2/base5/report05-03.html

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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