メタンハイドレート分解時の地盤変形シミュレーションと分解圧密試験によるその検証

甲烷水合物分解过程中地表变形模拟及分解固结试验验证

• 批准号: 18760360
• 负责人: 木元 小百合
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760360/
• 关键词: 地盤変形; メタンハイドレート; 連成解析; 地盤力学

平成19年度は,構成式中でMH飽和率依存性を考慮し、また透水係数・透気係数にMH飽和率依存性を取り入れ、開発した分解変形解析手法を拡張した。研究代表者は既に,不飽和土の多相連成解析手法をもとに,平均間隙圧力を用いた有効骨格応力を定義し,不飽和土の構成則中の応力変数とする方法を提案しており,本研究でもこれを拡張した.ハイドレートの地盤中での存在形態については,現在のところ,ハイドレート粒子が土粒子間隙中に浮遊して存在する"間隙浮遊型",あるいはハイドレートが土粒子間を固着しセメンテーションの役割を果たす"土粒子固着型"のいずれか,またはこれらが混在した状態であるとされている.いずれの場合にも,MH含有地盤の力学挙動はハイドレート含有率に大きく依存すると考えられる.そこで方法を参考にし,降伏曲面の移動・縮小によって,ハイドレート分解に伴う粘着力の減少および構造劣化をモデル化する方法を用いた.提案した構成式中の材料定数については基礎試錘で採取された天然コアによる力学試験結果をシミュレーションすることにより決定した.上述の解析手法を用いて海底面から南海トラフにおけるMH含有層までをモデル化した大規模モデルの解析を行い、加熱法・減圧法それぞれについて分解時の間隙圧力変化、地盤変形、温度変化等を予測した。特に透水係数にMH飽和率依存性を考慮することによる影響、境界条件の影響について検討を行った。

In 2019, the MH saturation rate dependency was considered in the composition formula, and the water permeability coefficient, the permeability coefficient, and the MH saturation rate dependency were selected and developed. The representative of the study proposed a method for the analysis of multiphase unsaturated soils, the definition of average pore pressure, and the number of pore pressure in unsaturated soils. The existence form of soil particles in the soil is different from that in the ground. The particles float in the gaps between soil particles. The particles are fixed between soil particles. In this case,MH contains the mechanical motion of the site. As a reference to this method, a method is used to reduce the adhesion force and structural degradation associated with the movement and reduction of the yield surface. The number of materials in the proposal is determined by the mechanical test results of the natural test. The above analysis methods are used to predict the change of gap pressure, site shape and temperature during decomposition, such as the analysis of large-scale seabed, heating method and pressure reduction method. In particular, the dependence of MH saturation rate on water permeability coefficient is considered.

项目成果

A CHEMO-THERMO-MECHANICALLY COUPLED ANALYSIS OF SUBSURFACE GROUND DEFORMATION INDUCED BY METHANE HYDRATE DISSOCIATION

甲烷水合物解离引起的地下地面变形的化学热机械耦合分析

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the 2nd International Conference on Porous Media and its Applications in Science and Engineering, June 17-21,2007,Kauai, Hawaii (印刷中)
• 作者: 岡二三生;木元小百合;藤脇昌也;伏田智彦
• 通讯作者: 伏田智彦

A Chemo-Thermo-Mechanically Coupled Numerical Simulation of the Ground Deformation due to Methane Hydrate Dissociation

甲烷水合物解离引起的地面变形的化学-热-机械耦合数值模拟

• 发表时间: 2007
• 期刊: Computers and Geotechnics 34
• 作者: S. Kawamura;M. Kuribayashi and K. Kaneko;栗林正樹;栗林正樹・川村志麻・三浦清一;木元小百合・岡二三生・伏田智彦・藤脇昌也
• 通讯作者: 木元小百合・岡二三生・伏田智彦・藤脇昌也

Numerical Analysis of Deformation of Methane Hydrated Contained Soildue to the Dissociation of Gas Hydrate

天然气水合物解离导致甲烷水合土壤变形的数值分析

• 发表时间: 2007
• 期刊: Bifurcation, Instability, Degradation in Geomechanics 1
• 作者: S. Kawamura;M. Kuribayashi and K. Kaneko;栗林正樹;栗林正樹・川村志麻・三浦清一;木元小百合・岡二三生・伏田智彦・藤脇昌也;川村志麻;木元小百合・岡二三生・藤脇昌也・伏田智彦
• 通讯作者: 木元小百合・岡二三生・藤脇昌也・伏田智彦

メタンハイドレート分解時の2次元有限要素変形シミュレーション -境界条件の影響-

甲烷水合物分解过程中的二维有限元变形模拟-边界条件的影响-

• 发表时间: 2007
• 作者: 藤脇昌也;木元小百合;岡二三生;伏田智彦;伏田智彦・藤脇昌也・木元小百合・岡二三生
• 通讯作者: 伏田智彦・藤脇昌也・木元小百合・岡二三生

弾粘塑性構成式と南海トラフ海底地盤で採取された土への適用

弹粘塑性本构方程及其在南海海槽海底土壤中的应用

• 发表时间: 2007
• 期刊: 材料 57(3)
• 作者: S. Kawamura;M. Kuribayashi and K. Kaneko;栗林正樹;栗林正樹・川村志麻・三浦清一;木元小百合・岡二三生・伏田智彦・藤脇昌也;川村志麻;木元小百合・岡二三生・藤脇昌也・伏田智彦;岡二三生・木元小百合
• 通讯作者: 岡二三生・木元小百合