| 研究課題/領域番号 |
23246156
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
尾原 祐三 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (50135315)
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| 研究分担者 |
大谷 順 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (30203821)
椋木 俊文 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (30423651)
佐藤 晃 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (40305008)
山田 文彦 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60264280)
麻植 久史 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (70462843)
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| 研究期間 (年度) |
2011-05-31 – 2015-03-31
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| キーワード | ジオマテリアル / Ｘ線ＣＴ / 可視化 / 非破壊試験 |
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| 研究概要 |
本研究課題では，以下に示す6つの研究課題，１）き裂再開口時のき裂の可視化と定量（担当：尾原祐三），２）せん断破壊面の可視化と変位場評価方法の高度化（担当：大谷順），３）干潟底質泥内部の密度構造分布の可視化と定量（担当：山田文彦），４）ベントナイトの浸透現象の可視化と定量（担当：麻植久史），５）岩石材料の移流拡散・分散現象の可視化と定量（担当：佐藤晃）６）高温・載荷環境における遮水互層構造の変形・浸透現象の可視化と定量（担当：椋木俊文），について前年度に引き続いて研究を推進した。特に本年度においては，産業用X線CTスキャナーとマイクロフォーカスX線CTスキャナーの２つを用いたハイブリット解析により，多孔質岩石中あるいは土質材料中のさまざまな２相流問題，具体的にはCO2-水の２相流や，LNAPLE（石油）-水の２相流問題の可視化と定量評価大きな成果が得られている。き裂の可視化と定量に関する研究では，岩石破壊力学において重要な引張型（モードI）のき裂進展および応力拡大係数の評価に対し，応力拡大係数の加重速度依存性の関係を実験および数値解析により明らかにした。さらに，ベントナイトの膨潤-収縮過程についても，これまで知られていなかった内部構造の可視化に成功し，き裂の発達と空気の湿潤状態との関係を明らかにしている。これらの成果を元に，・当初の研究計画（Plan: P）および実施した（Do: D）研究成果の発表を行い，・内容を確認（Check: C）するともに，修正や新しい試験法の提案などの議論を行い，・次年度の研究計画を作成してそれを実行（Action: A）し，PDCAのサイクルを経て継続的に研究内容の向上を図った。
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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
この10年間であまり行われていないX線CTを用いた非破壊試験と最近の地球資源システム工学と地盤環境システム工学の研究課題で重要な解明すべき課題に対し，基本的試験法および測定法の高機能化に焦点を絞り，適切な分担を設けて研究を実施した。具体的には，円盤資料を用いた岩石材料破壊じん性試験，岩質材料透水試験，高封圧下水-CO2２相流試験，地盤材料透水試験，ベントナイト浸透試験などを実施し，「粒子内・粒界き裂の可視化と定量」，「せん断破壊面の可視化と変位場評価方法の高度化」，「干潟底質泥内部の密度構造分布の可視化と定量」，「ベントナイトの膨潤－乾燥プロセスの可視化と定量」，「岩石材料の移流拡散・分散現象の可視化と定量」，「高温・載荷環境における遮水互層構造の変形・浸透現象の可視化と定量」に取り組み，非破壊試験法の高度化を達成するとともに，ジオマテリアル構造や内部の過渡現象の解明について研究を実施した。その結果，各研究テーマともに当初予定していた通りの成果が得られており，概ね順調に研究が進行していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
マクロからミクロまでのスケールにおけるジオマテリアルの三次元構造（3D）および内部で発生している過渡現象（三次元と時間：4D）の解明研究として，「き裂再開口時のき裂の可視化と定量」，「せん断破壊面の可視化と変位場評価方法の高度化」，「干潟底質泥内部の密度構造分布の可視化と定量」，「ベントナイトの浸透現象の可視化と定量」，「岩石材料の移流拡散・分散現象の可視化と定量」，「高温・載荷環境における遮水互層構造の変形・浸透現象の可視化と定量」サブテーマについて研究を実施してきたが，これまでの３年間でおおよそそれぞれの目標の大枠を固めることができたと考える。今後は，これまで得られた個々の研究成果を取りまとめ，Ｘ線ＣＴ法を用いた包括的な可視化・評価方法の確立を目指し，当初の研究計画（Plan: P）および実施した（Do: D）研究成果の発表を行い，内容を確認（Check: C）するともに，修正や新しい試験法の提案などの議論を行い，次年度の研究計画を作成してそれを実行（Action: A）していく。
また，平成26年度内には世界の出版社であるエルゼビアからの出版を目標に執筆に入り，原稿を取りまとめる。この間に，研究協力者（執筆者）が集まる機会を設け，情報交換を行う予定である。なお，申請者らは現在熊本大学の「X線CT法の工学的応用に関する研究教育拠点」研究プロジェクトを推進しており，その中で1年に1度の予定で開催する国際集会に研究協力者を招聘するので，その機会にハンドブックに関する情報交換や内容についての議論を行う。
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