| 研究課題/領域番号 |
17H01360
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| 研究機関 | 東京大学 |
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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)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 地殻工学 / 地下流体挙動 |
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| 研究実績の概要 |
化学的浸透現象に関して、２種類の泥岩を対象として室内実験を行った。ここでは、まず、本年度の主要な目的の一つであった、光ファイバひずみセンサを計測システムとして導入し、安定した計測実現のための検討を行った。そのうえで、今回の実験の目的に即した計測方法を構築することを通し、試料の多点でのひずみ計測を可能とした。構築した方法を用いた実験の結果、泥岩ごとに特徴的なひずみ挙動が計測され、これらは、泥岩の間隙構造や物性値の違いに起因するものと考えられた。また、三次元デカルト座標系および円筒座標系に対応した化学的浸透-飽和多孔質弾性論を連成した解析が可能な有限差分シミュレータを開発した。開発したシミュレータを汎用逆解析ソフトPESTと連結し、物性パラメータの探索も可能とした。開発したシミュレータを用いて、室内実験に対する再現解析を実施した。
極めて遅い流れ場での二相流体流動に伴う変形過程の理解に向けては、水で飽和した泥岩試料にガスを圧入する室内実験の数値シミュレーションを実施した。その結果、実験の初期段階で観察されたひずみ挙動が、二相流体流動と多孔質弾性変形の連成過程に基づき定量的に説明されることが明らかとなった。
さらに、今年度は、Ⅹ線CT設備での間隙内流体挙動に関する予備撮影を実施し、その結果を評価するための準備として、間隙スケールでの二相状態の圧力挙動を解析するための解析コードの導入と試解析を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
開発したシミュレータは、順解析・逆解析ともに数値的に安定して解析できており、さまざまな室内実験に対する再現解析や仮想的なフィールド解析などを実施できるようになっている。また、室内試験の再現に関しては、具体的なフィッティングには至っていないものの、数値計算から得られた計算結果と実験結果の整合性は認められている。新たに始めたX線CT設備を用いた計測は、装置の性能通りの結果が得られており、ポアスケールにおける二相流解析も概ね妥当な結果を得ている。以上、進捗は順調であると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、様々な試料を用いた室内実験に対する再現解析や、仮想的なフィールド解析を実施し、岩石中の連成現象の特性を明らかにすることを想定している。さらに、導入したX線CT設備を活用した岩石構造や浸透過程の可視化を必要に応じて行なうとともに、間隙スケールにおける二相流解析により、多孔質媒体中における微視的な圧力変動の解析を行い、その力学変形への影響について考察する予定である。
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