| 研究課題/領域番号 |
08650086
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
機械材料・材料力学
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
林 一夫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30111256)
|
|---|
| 研究分担者 |
永野 宏治 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (90212109)
新妻 弘明 東北大学, 工学部, 教授 (90108473)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
|
| キーワード | 地熱 / HDR / 貯留層き裂 / き裂評価 / AE / 弾性波 |
|---|
| 研究概要 |
本研究は、地下人工き裂の流体に局所的圧力変動を負荷したときの動的応答を解明し、これを利用したき裂評価法を開発することを目的とする。成果を要約すると次のようになる。すなわち、流体の粘性が水と同程度に小さく且つ岩体の透水率が健全な花崗岩程度に小さい場合、き裂上下面が接触していない場合には無次元固有角振動数はき裂のアスペクト比によりほぼ決まり、一方、き裂上下面が互いに接触し従ってき裂面接触剛性が零でない場合には、無次元固有角振動数は接触剛性によりほぼ決まる。岩体の透水率が地熱地帯程度の大きさであると、接触剛性が零でない場合、固有角振動数は岩体の透水率の影響を強く受け、その影響の強さは、き裂開口幅が小さいほど顕著になる。流体の粘性の影響も顕著に現れる。しかしながら、き裂上下面が互いに接触していない場合には、流体の粘性、岩体の透水率ともに固有角振動数に大きな影響を与えることはなく、き裂のアスペクト比によってほぼ決まる。
流体の粘性と岩体の透水性の影響をより詳しく検討するために、岩体を剛体とした場合の動的応答の解析を実施した。その結果、き裂内流体の動的応答を最大にする粘性の値が存在する。この値は、岩体の透水率のみに依存する。従って、岩体の透水率に応じて最適な粘性を有するよう水圧破砕流体を選定すれば、最大の圧力応答を得ることが出来る。
以上の解析を踏まえて、基準振動モードの固有角振動数に対する各振動モードの固有角振動数の比とフィールドで計測された比との差の二乗和とき裂長さに関する付加項とにより構成される評価関数を最適化することにより、き裂長さ、き裂初期開口幅、及びき裂面の接触剛性とを推定できることを明らかにした。
|
