Long-term stability and environmental protection of structures in rock mass by mineral precipitation using carbonated water and fine-grained materials

使用碳酸水和细粒材料进行矿物沉淀的岩体结构的长期稳定性和环境保护

基本信息

  • 批准号:
    22K04308
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

岩盤の利用は、人類が生活していく上で必要不可欠である。一般に岩盤にはき裂や空隙が普遍的に存在し,その存在により強度や遮蔽性能の低下が生じる。一方で,き裂や空隙を充填させることができれば,岩盤の強度や遮蔽性能は高まる。また,地球温暖化対策として,地球温暖化ガスであるCO2を岩盤に注入する地中貯留技術が近年考えられている。CO2は地下の温度・圧力下では,密度が高く粘性が低い超臨界状態となり,岩盤中の微細な空隙やき裂に浸透できる。ただし,それにより岩盤の破壊を促進することが懸念される。一方,CO2から炭酸水を作り,炭酸イオンの状態で地下に注入すれば,超臨界CO2の生成量は大きく低減できる。さらに,カルシウムイオンが豊富に存在する条件を作り出せば,炭酸イオンとカルシウムイオンの化学反応による鉱物析出が生じ,き裂や空隙の充填が実現できる。これは岩盤の強度・遮蔽性能向上に繋がる。これらを考慮して,炭酸水とセメント系材料から作る粉末を同時に注入して,岩盤内のき裂・空隙を充填し岩盤の遮蔽性能を向上させる技術を開発することを目的とした。カルシウムイオン濃度が高い水で多孔質な岩石(凝灰岩)を飽和させた後に透水試験を行うことを繰り返した結果,岩石の透水係数が時間の経過とともに低下する傾向が認められた。さらに,カルシウムイオン濃度の高い水で飽和させた後に炭酸水で飽和させて透水試験を行うことを繰り返した場合,より明確な透水係数の低下の傾向が認められた。試験の結果より,カルシウム化合物が岩石内で析出して透水係数を低下させることが可能であることが考えられる。
The use of rock plates is indispensable for human life. Generally, cracks and gaps in the rock plate are common, and the strength and shielding performance are low. The strength and shielding performance of the rock plate are high. CO2 is injected into the Earth's atmosphere and stored in the atmosphere. CO2 has a high density, low viscosity, supercritical state, fine voids and cracks in the rock plate. The rock plate and the rock plate are all in suspense. On the one hand, CO2 is produced by carbon dioxide water, carbon dioxide is injected underground, and the amount of supercritical CO2 produced is large or low. In addition, the conditions for the existence of rich carbon atoms are determined, and the chemical reaction of carbon atoms causes the precipitation of carbon atoms, and the filling of cracks and voids occurs.これは岩盘の强度·遮蔽性能向上に繋がる。This paper discusses the development of technology for filling cracks and voids in rock disks and improving the shielding performance of rock disks. As a result, the permeability coefficient of porous rock (tuff) tends to decrease with time. In addition, when the concentration of carbon dioxide is high, the saturation of carbon dioxide is high, and the permeability test is low, it is clear that the permeability coefficient tends to decrease. As a result of the experiment, the precipitation of chemical compounds in the rocks was reduced.

项目成果

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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evidence for increase in crack damage in rocks with duration of exposure at Earth’s surface
有证据表明岩石的裂纹损伤随着暴露在地球表面的时间的延长而增加
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Philip MEREDITH;Yang YUAN;Monica RASMUSSEN;Karin Hofer APOSTOLIDIS;Yoshitaka NARA;Patrick WEBB;Thomas MITCHELL;Tao XU;Russell KEANINI;Amit MUSHKIN;Uri SHAANAN;Maxwell DAHLQUIST;Alex RINEHART and Martha EPPES
  • 通讯作者:
    Alex RINEHART and Martha EPPES
Calculation of P-Wave Velocity in Sandstones with Different Pore Size Distributions Using Digital Rock Model without Segmentation
利用无分割数字岩石模型计算不同孔径分布砂岩中的纵波速度
原位置岩盤における炭酸水および粉末試料を用いた透水試験
原位岩体中使用碳酸水和粉末样品进行渗透性测试
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    桑原彰吾,北川絢音,奈良禎太,柏谷公希;藤井宏和,趙越;松井裕哉,尾崎裕介;広吉直樹
  • 通讯作者:
    広吉直樹
Effect of Reinforcing Steel Fiber on Permeability of High Strength and Ultra-Low Permeability Concrete
增强钢纤维对高强超低渗透混凝土渗透性的影响
  • DOI:
    10.2320/matertrans.mt-z2022017
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    K. Sakemoto;M. Kato;Y. Ishii;K. Kurumisawa and Y. Nara
  • 通讯作者:
    K. Kurumisawa and Y. Nara
凝灰岩を用いた室内透水試験
使用凝灰岩进行室内渗透性测试
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    桑原彰吾;鎌田健人;柏谷公希;奈良禎太
  • 通讯作者:
    奈良禎太
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    $ 2.66万
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  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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