地下環境を利用した破壊修復による岩質材料の力学特性向上の促進・制御に関する研究

• 研究課題/領域番号: 23860027
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 奈良 禎太 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00466442)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 岩石 / コンクリート / き裂 / 遮蔽性 / 岩石破壊 / 破壊閉塞 / 長期強度 / 地下環境 / 破壊修復 / 温度 / 湿度 / 水 / セメント系材料

研究概要

岩盤構造物には長期安定性の確保が必要である。特に,放射性廃棄物地下処分施設や原油地下備蓄空洞の場合,岩盤の高い遮蔽性が要求される。本研究では,地下のような,圧力下で化学反応が生じる場合に起こる岩質材料(岩石やセメント系材料)の破壊修復を活用して,力学的性質(強度・遮蔽性)の向上を室内で実現し,構造物の長期安定性の確保に繋がる研究を行った。その結果,破壊修復によって材料の力学的性質が改善されることを示す成果をあげることができた。

研究成果

• [雑誌論文] 花崗岩のP波速度分布とDSCA法から求めたクラックパラメータの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太, 加藤春實, 金子勝比古, 松木浩二, 佐藤隆司, 塚本斉
  • 雑誌名: Journal of MMIJ 巻: Vol.129
  • NAID: 10031182243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of temperature and water on subcritical crack growth parameters and long-term strength for igneous rocks (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Nara, H.Yamanaka, Y.Oe and K.Kaneko
  • 雑誌名: Geophysical Journal International 巻: Vol.193 号: 1 ページ: 47-60
  • DOI: 10.1093/gji/ggs116
  • NAID: 120005285021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of self-sealing in high-strength and ultra-low-permeability concrete in water using micro-focus X-ray CT (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Fukuda
  • 雑誌名: Cement and Concrete Research 巻: 42 号: 11 ページ: 1494-1500
  • DOI: 10.1016/j.cemconres.2012.08.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of relative humidity on fracture toughness of rock : implications for subcritical crack growth (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Nara, K.Morimoto, N.Hiroyoshi, T.Yoneda, K.Kaneko and P.M.Benson
  • 雑誌名: International Journal of Solids and Structures 巻: Vol.49, No.18 号: 18 ページ: 2471-2481
  • DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2012.05.009
  • NAID: 120004965938
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロフォーカスX線CTを用いた水中環境下における高強度高緻密コンクリートのき裂閉塞挙動の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福田大祐, 奈良禎太, 林大介, 大和田仁, 小川秀夫, 金子勝比古
  • 雑誌名: Journal of MMIJ 巻: Vol.128, No.7 ページ: 471-477
  • NAID: 10030773437
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電解質濃度の異なる水中における白浜砂岩のサブクリティカルき裂進展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太, 広吉直樹, 米田哲朗, 金子勝比古
  • 雑誌名: 材料 巻: 61 ページ: 662-667
  • NAID: 130002084958
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロフォーカスＸ線ＣＴを用いた水中環境下における高強度高緻密コンクリートのき裂閉塞挙動の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福田大祐, 奈良禎太, 林大介, 大和田仁, 小川秀夫, 金子勝比古
  • 雑誌名: Journal of MMIJ 巻: 128 ページ: 471-477
  • NAID: 10030773437
  • 査読あり
• [学会発表] 炭酸塩岩石のサブクリティカルき裂進展計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太, 大江悠真, 村田澄彦, 石田毅, 中林亮
  • 学会等名: 資源・素材学会平成25年度(2013年)春季大会
  • 発表場所: 習志野市
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 炭酸塩岩石のサブクリティカルき裂進展計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太
  • 学会等名: 資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 千葉工業大学
• [学会発表] 水圧破砕によって頁岩中に進展したクラックの観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 陳友晴
  • 学会等名: 資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 千葉工業大学
• [学会発表] Acoustic Emission Monitoring of Crack Extension in Hydraulic Fracturing of Shale Samples (2013)
  • 著者名/発表者名: Z. Bennour
  • 学会等名: 資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 千葉工業大学
• [学会発表] 超臨界及び液体二酸化炭素と水，粘性の大きな油による水圧破砕実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永谷侑也
  • 学会等名: 第１３回岩の力学国内シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] 温度・湿度制御下における砂岩のＰ波伝播特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中尾尭雅
  • 学会等名: 第１３回岩の力学国内シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] Influence of pores, fractures and pressure on permeability and elastic wave velocities in rock (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nara, P.G. Meredith, R. Nakabayashi, T. Yoneda and K. Kaneko
  • 学会等名: 7th Asian Rock Mechanics Symposium
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2012-10-15
• [学会発表] 玄武岩の透水性に及ぼす巨視き裂および断層粘土の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太, Philip Meredith, Tom Mitchell
  • 学会等名: 資源・素材2012(秋田)
  • 発表場所: 秋田市
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Subcritical crack growth in sandstone in water with various electrolyte concentrations (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nara, R. Nakabayashi, N. Hiroyoshi, T.Yoneda, K. Kaneko, S. Murata and T. Ishida
  • 学会等名: Near Surface Geoscience 2012
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 指数則でのサブクリティカル亀裂進展評価に基づく長期強度の計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大江悠真, 奈良禎太, 石田毅, 村田澄彦, 金子勝比古
  • 学会等名: 資源・素材2012(秋田)
  • 発表場所: 秋田市
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Observation of Sealing behavior of fracture in cementitious materials by X-ray CT and SEM-EDX (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Maruyama, D. Fukuda, R. Nakabayashi, K. Kaneko, Y. Nara. and H. Ogawa
  • 学会等名: 2012 International Conference on Geomechanics & Engineering
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] X線CT/SEM-EDXによるセメント系材料のき裂閉塞挙動評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山恵, 福田大祐, 奈良禎太, 金子勝比古, 小川秀夫
  • 学会等名: 平成24年度資源・素材学会北海道支部春季講演会
  • 発表場所: 釧路市
  • 年月日: 2012-06-16
• [学会発表] 火成岩のサブクリティカルき裂進展指数の周辺環境依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太, 大江悠真, 村田澄彦, 石田毅, 金子勝比古
  • 学会等名: 日本材料学会第61期学術講演会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] 周辺環境を考慮した火成岩の長期強度評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大江悠真, 奈良禎太, 村田澄彦, 石田毅, 金子勝比古
  • 学会等名: 日本材料学会第61期学術講演会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] 温度・湿度制御下における砂岩のP波速度測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中尾尭雅, 奈良禎太, 村田澄彦, 石田毅, 金子勝比古
  • 学会等名: 日本材料学会第61期学術講演会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] 岩石の非線形性がボアホールブレイクアウト発生応力条件に及ぼす影響について (2012)
  • 著者名/発表者名: 青柳和平, 山川彩香, 石田毅, 村田澄彦, 奈良禎太, 山本晃司, 長野優羽
  • 学会等名: 平成24年度資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 東京都文京区東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] ボアホールブレイクアウト開始と進展に対する中間主応力の影響について (2012)
  • 著者名/発表者名: 山川彩香, 青柳和平, 石田毅, 村田澄彦, 奈良禎太, 中塚善博, 関根孝太郎, 陳渠
  • 学会等名: 平成24年度資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 東京都文京区東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 数値シミュレーションによる発破低周波音伝播の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 湯浅友輝, 當麻玄大, 村田澄彦, 三小田昌史, 石田裕之, 正代知幸, 奈良禎太, 石田毅
  • 学会等名: 平成24年度資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 東京都文京区東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 超臨界二酸化炭素と水による水圧破砕実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永谷侑也
  • 学会等名: 資源・素材2012（秋田）
  • 発表場所: 秋田大学
• [学会発表] 発破低周波音低減のための最適な発破秒時差の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 當麻玄大
  • 学会等名: 資源・素材2012(秋田）
  • 発表場所: 秋田大学
• [学会発表] 玄武岩の透水性に及ぼす巨視き裂および断層粘土の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太
  • 学会等名: 資源・素材2012（秋田）
  • 発表場所: 秋田大学
• [学会発表] 指数則でのサブクリティカル亀裂進展評価に基づく長期強度の計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大江悠真
  • 学会等名: 資源・素材2012（秋田）
  • 発表場所: 秋田大学
• [学会発表] Subcritical crack growth in sandstone in water with various electrolyte concentrations (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Nara
  • 学会等名: Near Surface Geoscience 2012
  • 発表場所: Palais des Arts et de Congrès d'Issy
• [学会発表] Influence of pores, fractures and pressure on permeability and elastic wave velocities in rock (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Nara
  • 学会等名: 7th Asian Rock Mechanics Symposium
  • 発表場所: COEX, Seoul
• [学会発表] 火成岩のサブクリティカルき裂進展指数の周辺環境依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奈良禎太
  • 学会等名: 日本材料学会第６０期学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 周辺環境を考慮した火成岩の長期強度評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大江悠真
  • 学会等名: 日本材料学会第６０期学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 温度・湿度制御下における砂岩のP波速度測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中尾尭雅
  • 学会等名: 日本材料学会第６０期学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] Observation of Sealing behavior of fracture in cementitious materials by X-ray CT and SEM-EDX (2012)
  • 著者名/発表者名: Megumi Maruyama
  • 学会等名: Mini-Symposium "X-ray CT Application in Geotechnical Engineering" in the 2012 International Conference on Geomechanics & Engineering
  • 発表場所: COEX, Seoul
• [学会発表] 火成岩のサブクリティカル亀裂進展指数と長期強度に及ぼす水の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大江悠真, 奈良禎太, 村田澄彦, 石田毅, 金子勝比古
  • 学会等名: 資源・素材学会関西支部第8回若手研究者・学生のための研究発表会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] 火成岩のサブクリティカル亀裂進展指数と長期強度に及ぼす水の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大江悠真, 奈良禎太, 村田澄彦, 石田毅, 山中裕史, 金子勝比古
  • 学会等名: 資源・素材学会関西支部第8回若手研究者・学生のための研究発表会
  • 発表場所: 京都市左京区京都大学楽友会館
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] フラクチャー内の原油回収率に関する数値解析的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樽井直良, 村田澄彦, 奈良禎太, 石田毅
  • 学会等名: 資源・素材学会関西支部第8回若手研究者・学生のための研究発表会
  • 発表場所: 京都市左京区京都大学楽友会館
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] 石灰石鉱山における発破低周波音の測定と解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 當麻玄大, 湯浅友輝, 村田澄彦, 奈良禎太, 石田毅
  • 学会等名: 資源・素材学会関西支部第8回若手研究者・学生のための研究発表会
  • 発表場所: 京都市左京区京都大学楽友会館
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] ダブルトーション法による室内での超長期試験のための装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山中裕史, 奈良禎太, 川崎了, 金子勝比古, 林大介
  • 学会等名: 平成23年度資源・素材学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府堺市・大阪府立大学
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] X線CT/SEM-EDXによるセメント系材料のき裂閉塞挙動評価
  • 著者名/発表者名: 丸山恵
  • 学会等名: 平成24年度資源・素材学会北海道支部春季講演会
  • 発表場所: 釧路キャッスルホテル
• [備考]
  • URL: http://geo.kumst.kyoto-u.ac.jp/lab/member/nara.html
• [備考]
  • URL: http://www.homepages.ucl.ac.uk/~ucfbyna/