温室効果ガス地下貯留時の流動および地盤変形連成シミュレータ構築に関する研究

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本研究では,最終的に温室効果ガス地下注入時の多相流挙動および流体・地盤の挙動等のシミュレータ構築を目標としている.地下深部の飽和帯に対して温室効果ガスを注入する際の解析においては,温室効果ガスの気相としての流動のみではなく,地下水への溶解,地下水からの気化という相互作用を考慮する必要があり,温室効果ガス注入に伴う圧力変化による地盤変形を連成させる必要がある.流動-変形の連成解析に関してはすでにいくつかの研究事例が存在するが,気相-液相の2相が存在する場合の連成解析手法は,構成則の検討等の基礎的な検討から開始する必要がある.また,流体の挙動は,地下の地盤構造に左右されることが考えられている.本年度は,固相-液相連成解析の検討,フラクチャー内の流体挙動の回目に関する検討を行った.フラクチャー内の流体解析では,従来,水深方向の速度場の分布形状を固定して計算していたが,水深方向の速度場を可変とし,フラクチャー形状の急変部への適用を可能とした.解析では,まず,中間主応力を考慮した破壊モデルへの転換,材料パラメータの拘束圧依存性の考慮を実施し,液相-固相の連成ではあるが,空洞掘削解析へ応用した.