深海底におけるメタンハイドレート堆積層の資源開発に伴う力学的挙動の評価

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17360226
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 兵動 正幸 山口大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40130091)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村田 秀一 山口大学, 副学長 (80044618) ; 石田 毅 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10232307) ; 田中 一宏 山口大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (30188289) ; 中田 幸男 山口大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (90274183) ; 吉本 憲正 山口大学, 大学院理工学研究科, 助手 (00325242)
• Keywords: メタンハイドレート / 深海底 / 生産過程 / 減圧法 / 堆積層 / せん断変形 / 体積変化 / 構成モデル

Research Abstract

深海底の砂地盤中に存在するメタンハイドレート生産時の堆積層の変形挙動を評価するため,原位置の温度・応力条件下で砂供試体中にメタンハイドレートを生成した模擬供試体に対して、減圧法によりメタンハイドレートを分解し,それに伴う堆積層のせん断変形および体積変化を評価した.
具体的には,(1)種々の飽和率からなるMH堆積層のMHの分解による変形挙動の評価,(2)種々の飽和率のMH模擬試料の挙動評価と構成モデルの作成,(3)堆積層周辺地盤の力学的挙動の評価を実施した.本研究により得られた知見をまとめると以下のとおりである.(1)MHの分解による堆積層の変形挙動は,分解前の応力状態により異なる.特に,限界応力比を超えた状態で分解させた場合,顕著なせん断変形が生じ,体積変化については膨張挙動を示す.構成式については,下負荷面モデルによりMHを含む地盤の力学特性を表現できるものを開発した.さらに、減圧によるMHの分解により生じる地盤の変形挙動についても表現できるモデルへと拡張した.その結果,実験により現れた挙動を良く表現でき,せん断変形や体積変化挙動をうまく表現することが可能となった.