| 研究課題/領域番号 |
25249065
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
兵動 正幸 山口大学, 理工学研究科, 教授 (40130091)
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| 研究分担者 |
鈴木 素之 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (00304494)
吉本 憲正 山口大学, 理工学研究科, 助教 (00325242)
田中 一宏 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (30188289)
川村 喜一郎 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (50321675)
中田 幸男 山口大学, 理工学研究科, 教授 (90274183)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | メタンハイドレート / 砂 / 減圧法 / 生産試験 / 低温高圧三軸試験 / 高圧平面ひずみ試験 / 円筒型生産試験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究においては、実際のメタンハイドレートが存在する様々な地盤を想定するために細粒分含有率および粒子形状、粒度分布の異なるホスト砂とガラスビーズを対象にメタンハイドレートを生成させ、低温三軸圧縮試験機および低温高圧平面ひずみ試験装置を用いてせん断試験を実施した。その結果細粒分含有率が高い程メタンハイドレートによる固結力が増加することが判明した。また、ひずみ速度を変化させせん断試験を行った。その結果、メタンハイドレート飽和率が５０％を超える資料に関しては、せん断速度が高い程強度が増加する結果が得られた。また、低温高圧平面ひずみ試験装置を用いて、減圧法によるメタンハイドレート分解実験を行った。その結果、細粒分含有率が高い試料においては、減圧伝播に時間を要し、分解速度も遅れることが明らかとなった。またメタンハイドレート分解時においては、明確な温度低下が認められた。減圧後の間隙水圧回復実験を行った結果、初期せん断応力の高い条件では、供試体が破壊に至る様子と明確なせん断帯が認められた。さらに、円筒型模型実験装置を用いて、中央の生産井からの減圧試験を行った。メタンハイドレート分解に伴う放射状の温度変化の推移と減圧の伝播が観察された。メタンハイドレートを含む砂の弾塑性構成モデルを種々のホスト砂に適用できるよう改良を加え、有限要素法に組み込み、模型実験のシミュレーションを行い、実験と解析の整合性を確認した。
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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
メタンハイドレート貯留層における堆積土の種類とそれらに生成したメタンハイドレート胚胎土の力学的性質が把握でき、構成モデルの改良もできた。メタンハイドレート生産手法として減圧法を使用する条件で、平面ひずみ試験、円筒模型実験を実施し、試料の細粒分含有率の違いによるメタンハイドレートの分解特性と生産効率について把握することができた。さらにこれらの現象と地層変形を解析できる数値解析モデルがほぼ完成したことから、研究はほぼ順調に進展していると評価する。
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| 今後の研究の推進方策 |
深海底地盤を対象に評価を行う。メタンハイドレート貯留層を対象に、生産井の構築糧、メタンハイドレート生産中、生産後廃坑に至るまでの長期にわたる地層の変形解析とメタンハイドレートの高度な生産手法について解明する。模型実験および解析により、減圧法、減圧法と加熱法の併用などいくつかの方法を組み合わせ、最適な生産方法を見出し、併せて地層変形を評価し、安全な生産手法について提案する。
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