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2015 年度 実績報告書

熱・水・応力・化学連成場の岩盤透水・力学特性の解明と連成数値シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26249139
研究機関愛媛大学

研究代表者

安原 英明  愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (70432797)

研究分担者 岸田 潔  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20243066)
小山 倫史  関西大学, 社会安全学部, 准教授 (20467450)
菊本 統  横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (90508342)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード岩石不連続面 / 透水・力学特性 / 高アルカリ溶液
研究実績の概要

本研究では,単一不連続面を有する花崗岩を対象とし,温度・拘束圧制御下において透水試験を実施し,透過率の経時変化を観察した.また,処分施設人工バリアのセメント系材料の溶解に伴う地下水の高アルカリ化を再現し,高pH水を透過水として用いた透水試験を実施することで高アルカリ環境が岩盤(天然バリア)の透水特性に及ぼす影響を評価した.
透水試験結果より,温度25 °C,透過水に高pH水を用いた透水試験では,透過率の変化は確認できなかった.しかし,温度25 °C,透過水に超純水を用いたE-7,透過水にオイルを用いたE-8,透過水に超純水を用いたE-14では透過率の減少が確認された.また,90 °C条件下では,全ての透水試験で透過率の減少が確認された.減少量は,透過水としてNaOH溶液,オイル,超純水を使用した透水試験よりも,高pH水を用いた透水試験の方が大きく,高温,高圧,高pH条件下では透過率は2オーダー程度減少するという結果が示された.
鉱物分析では,XRDの測定結果より,花崗岩を構成する初期鉱物(石英,長石,黒雲母)を同定した.また,SEM-EDX観察においても透水前の供試体から石英,長石,黒雲母が同定されXRDの結果と調和的な結果が得られた.透水試験後の供試体からは二次鉱物の析出が確認され,高pH条件のE-13からはC-S-H,炭酸カルシウムが,中性条件のE-14では溶解ステップに伴う長石系の鉱物が二次鉱物として析出していることが判明した.

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

H27年度は,透過水に模擬セメント溶液を用いた実験を継続した.これは当初の予定通りである.また,微視構造観察を実施したが,これも当初の予定通りである.

今後の研究の推進方策

H28年度は,当初の予定通り透過水に蒸留水および高アルカリ溶液を用いた透水試験を継続し,実験データを蓄積する.また,化学分析・微視構造観察についても当初の予定通り継続する.数値解析シミュレータを整備し,実問題への適用を試みる.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] KIGAM(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      KIGAM
  • [雑誌論文] 圧力溶解現象を考慮した数値解析モデルによる岩盤の長期透水特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      安原英明,緒方奨,木下尚樹,岸田潔
    • 雑誌名

      土木学会論文集C(地圏工学)

      巻: 71 ページ: 292,300

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Coupled THMC model to predict long-term evolution of rock permeability2015

    • 著者名/発表者名
      Hideki YASUHARA and Kiyoshi KISHIDA
    • 学会等名
      The Twenty-Eight KKHTCNN Symposium on Civil Engineering
    • 発表場所
      チュラロンコン大学(バンコク・タイ)
    • 年月日
      2015-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 地化学作用を考慮した花崗岩不連続面の透水特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      前田健太,安原英明,木下尚樹
    • 学会等名
      第50回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
  • [学会発表] 高pH 水を用いた花崗岩不連続面の透水実験2015

    • 著者名/発表者名
      前田健太,安原英明,木下尚樹
    • 学会等名
      土木学会四国支部 第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学(香川県・高松市)
    • 年月日
      2015-05-23
  • [学会発表] 熱・水・応力・化学連成解析モデルによる天然バリアの長期透水特性予測2015

    • 著者名/発表者名
      緒方奨,安原英明,木下尚樹
    • 学会等名
      土木学会四国支部 第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学(香川県・高松市)
    • 年月日
      2015-05-23
  • [学会発表] Chemically-and Mechanically-Driven Alteration of Permeability in Fractured Rocks Under Different Stress, Temperature, and pH Conditions2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yasuhara, N. Kinoshita, S. Nakashima, and K. Kishida
    • 学会等名
      The 13th International Congress of Rock Mechanics, ISRM Congress 2015
    • 発表場所
      Montreal Convention Centre(モントリオール・カナダ)
    • 年月日
      2015-05-12
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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