研究課題
本研究では，資源開発時の出砂現象や内部浸食挙動（細粒分の流出を伴う空洞化）のメカニズムの解明と出砂現象予測シミュレータの開発を目的としていた。本年度は，地下水位上昇時の空洞化現象を再現するため，不飽和地盤の内部浸食に関する模型試験を行った。本年度は特に初期水位，水位上昇のタイミングに着目し，浸食特性の違いや浸食土量・地表面沈下量の関係等について検証した。その結果，粒度分布がよく細粒分を含む砂試料の場合，長期的に細粒分流出が継続することにより，ゆるみや空洞化に進展する可能性が示された。また，空気-水-土三相系の浸透-変形連成解析手法に内部侵食による土粒子の剥離と移動を考慮して拡張した手法を開発し，まず上述の模型試験の再現シミュレーションを行った。本シミュレーションでは，地下水の浸潤に伴う地盤の飽和化，開口部付近での浸食や，それに起因する地盤のゆるみやすべり，沈下といった空洞形成の初期段階を再現した。緩い砂を想定した場合，開口部上方のゆるみや沈下，せん断帯（せん断ひずみの集中）の形成など，定性的に実験結果に近い挙動が再現された。さらに，メタンハイドレート資源開発時を想定した分解-変形-浸食連成解析手法を開発し，一次元軸対称モデルを用いて減圧時のメタンガス生産に伴う出砂現象のシミュレーションを行った。その結果，出砂を考慮した場合，透水性の増大により分解挙動が進みやすくなりガス生産量が増大するという傾向が得られた。
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Proc. of the 11th Int. Workshop on Bifurcation and Degradation in Geomaterials, Dedicated to Hans Muhlhaus, Limassol, Cyprus,2017, Springer Series in Geomechanics and Geoengineering
巻: 1 ページ: 125-131
