地球・資源分野ショート講演

[2K0101-12-03] 真三軸応力下におけるPMMAの水圧破砕に対する脆性‐延性条件の効果(発表者：修士課程)

○後藤 遼太¹、渡邉 則昭¹、坂口 清敏¹、三浦 崇宏¹、五十嵐 大樹¹、吉岡 慶太³、パリジオ フランチェスコ³、渡邉 教弘²、石橋 琢也² (1. 東北大学、2. 産業技術総合研究所、3. ヘルムホルツ環境研究所)

キーワード：脆性‐延性条件、水圧破砕、PMMA

近年、高い比エンタルピを持つ超臨界水や過熱水蒸気を含むき裂性岩体から成る地熱資源、“超臨界地熱資源”が注目を集めている。著者らの近年の研究により，超臨界地熱環境における人工地熱貯留層の形成あるいは既存貯留層の生産能力改善には，三次元等方的な網状き裂の形成が可能な，臨界温度以上の水による水圧破砕（超臨界水圧破砕）が有効であることがわかってきたが、この特異なき裂形成現象が生じる理由は明らかになっていない。そこで本研究では、超臨界地熱環境の特徴の一つである岩石の延性化が網状き裂の形成の要因の一つであると仮定し、低応力・室温付近で脆性‐延性遷移を引き起すことが可能なPMMA（アクリル樹脂）に対して真三軸応力下での水圧破砕実験を行った。その結果、延性条件下では、注水孔付近で差応力が緩和され、き裂の発生方向に対する応力場の影響が低減することや、引張－せん断混合モードでき裂が発生しうることが示唆されたものの，網状のき裂は形成されなかった。したがって，岩石の脆性－延性遷移は網状き裂の形成に深く関与しないと考えられる。