| 研究概要 |
本研究は,深海底地盤中のメタンハイドレートが分解されて開発されることに焦点を当て,分解によって,地盤がどのように変形するのかを実験的・解析的に明らかにし,地盤の安定性やメタンガスの生産性の評価を行うことを目的としている.
地盤の安定性やメタンガスの生産性の評価については,地盤の変形やメタンガスが地盤中をどのように移動するかが,非常に重要になってくるため,本研究において,実地盤環境下を再現したメタンハイドレート堆積地盤が可視化できる模型実験装置を開発した.その開発した模型実験装置において実験を行い,一般的な力学挙動を取得できること,PIV画像解析手法を適用することにより,画像によりせん断変形中の局所変形が捉えられることを明らかにした.減圧法を模擬した分解実験より,初期せん断をホストサンドの破壊線を超えて与えた場合,MHの分解後の水圧の回復すなわち,有効応力の減少により,破壊に至ることが確認された.その際に発生するひずみの局所化は,圧縮試験の際と類似していることが確認された.せん断帯が発生しない箇所は供試体全体と同様な収縮傾向を示す一方,せん断帯付近では体積膨張が顕著に起こることが確認された.細粒分を含んだ模擬試料を用いた分解実験より,減圧側と蓮側の間で圧力差が生じることが確認された.これは,細粒分を含んだ模擬試料の透水性が低いことによるものと考えられ,実地盤においても,同様の圧力差が生じ,減圧箇所から変形が進行するものと考えられる.これらのことから,総合的に,圧力伝播の進展に伴うMHの分解とそれによる変形の進行,また,せん断的な破壊による局所的な変形などが複雑に発生し,ある部分では,体積膨張により透気性が高まり,メタンガスの移動が起こりやすくなる.この現象が甜の生産井付近で発生すると生産効率の上昇につながることが考えられる一方,メタンガスの漏洩のリスクが高まることも示唆された.
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は、,前年度実施した模擬試料による分解実験にPIV画像解析手法を適用し,減圧法により生じるMHの分解を伴う地盤の局所的な変形観察から,実地盤で生じうる現象を評価し,地盤の安定性及び生産効率の評価を実施していく予定である.
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