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軟弱地盤における地中熱利用時の地盤工学的課題に関する検討

软土地基地热利用岩土工程问题研究

基本信息

批准号：
22K04321
负责人：
木元小百合
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Osaka Sangyo University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04321/
关键词：
地中熱帯水層数値解析

项目摘要

再生可能エネルギーの一つである地中熱は年中安定的に利用できるため、有効に利用すれば省エネに大きく貢献できる可能性がある。我が国で地中熱利用を促進するためには、都市の軟弱地盤に適した利用法を確立することが重要であるが、地盤工学的な観点からの研究は十分になされていない。本研究では、大規模施設での導入が期待される杭基礎形式と帯水層蓄熱方式について、流体-地盤-構造物系の熱力学挙動を数値解析により検討し、地盤工学的課題を抽出し整理する。初年度である本年度は、JR大阪駅グランフロント大阪の帯水層蓄熱方式の実施事例を参考にし，三次元浸透-変形連成解析を用いて地中熱利用時の地盤変形挙動について考察した。用いた解析手法は有限変形理論に基づく水－土連成解析有限要素法である。地盤の構成式には内部構造変化を考慮した弾粘塑性構成式を用いており，正規圧密および過圧密粘土の自然堆積状態における挙動を表現することができる。解析モデルと各層の材料パラメータは、，大阪駅新北ビル施工時の大規模掘削解析に用いられたものを使用した。解析は揚水対象層と揚水条件を変えて6 ケース実施した。本検討では，揚水・還水は砂礫層内の間隙水圧（鉛直方向に２節点）を所定の量だけ減圧・増圧することで模擬した。各ケースの間隙水圧，平均有効応力，体積ひずみの分布、地表面沈下量などを比較し考察した。。その結果、第二洪積砂礫層（Dg2）層を熱源井とする場合は沖積粘性土層（Ac 層）の間隙水圧変化は小さく，変形量も最大で0.5cm 程度となった。また第一洪積砂礫層（Dg1 層）で揚水する場合でも揚水圧力30kPa（水位変動3m 程度）であればAc層の有効応力変化は10kPa 以下であり地表面沈下量は小さい結果となった。

The possibility of regeneration is the possibility of stable utilization of geothermal heat in the middle of the year, the possibility of effective utilization of the province, and the possibility of large contributions. Japan's geothermal utilization promotion and utilization laws for weak urban areas have been established It's important to know the importance of construction, and it's very important to study the basics of site engineering. This research is based on expectations for the introduction of large-scale facilities, including basic forms and aqueous layer thermal storage methods, and fluids. - Numerical value analysis of thermodynamics in the land-structure system is discussed, and topics of land engineering are extracted and sorted out. Reference for the implementation examples of the water layer thermal storage method in JR Osaka Station in the first year of the year and the current year in JR Osaka Stationにし, three-dimensional infiltration-change shape analysis and use of the ground change shape when utilizing geothermal energy and investigation of the change shape. It is based on the finite shape theory based on the analytical technique and the finite element method of water-soil connection analysis. The structural formula of the site is the change of the internal structure. The structural formula of the viscoplasticity is considered. It is regular. The natural accumulation state of high-pressure clay is expressed in the natural accumulation state of high-pressure clay. Analyze the materials used in each layer of the モデルとパラメータは, and use the いられたものを to analyze the large-scale excavation during the construction of the Osaka Station New Taipei ビル. Analyze the water pumping conditions and water pumping conditions. 6 water pumping conditions. This article discusses how to simulate the interstitial water pressure (2 nodes in the vertical direction) within the sand and gravel layer by raising water and returning water, and simulate the pressure reduction and pressure increase. Comparison of the interstitial water pressure, average effective pressure, volume distribution, and ground surface subsidence of each system was investigated. . As a result, the second alluvial gravel layer (Dg2) layer is a heat source well and the alluvial clay layer (Ac layer) is a small water pressure changer, and the maximum deformation amount is 0.5cm. When the first alluvial gravel layer (Dg1 layer) is raised, the hydraulic pressure is 30kPa (the water level moves 3m), and the effective pressure of the Ac layer is changed to 10kPa The following is the result of the small amount of ground surface subsidence.