YARO14－『岩』を調べる『手』

[3505] 3D CFD-DEM Modeling for the analysis of filtration process of cement-based grout

^○清水浩之¹, 小山倫史² (1.東北大学流体科研究所, 2.関西大学社会安全部)

司会: 鴨志田直人(岩手大学)

Keywords:グラウト、数値流体力学、粒状体個別要素法、埋め込み境界法

グラウト技術は、トンネル掘削やダム建設等、地下空間を利用する様々な分野で利用されている。しかし、グラウト浸透メカニズムについては論理的な裏付けがなく、実際の設計、施工に際しては現場技術者の経験に基づき決定されているのが現状である。この問題に対し、これまでの研究において流体流動を計算する数値流体力学（CFD）と粒状体の挙動を追跡する粒状体個別要素法（DEM）を連成させることにより、流体流動と粒状体の相互作用を検討できる二次元CFD-DEMコードの開発を行い、き裂入り口付近で比較的大きなセメント粒子がアーチ構造を形成・成長することで目詰まりが発生する過程を再現することに成功した。しかし、二次元解析では奥行き方向への粒子や流体の流動が表現できないため、き裂入り口付近で粒子がアーチ構造を形成すると、瞬時に流動が停止するという問題点が明らかになった。そこで本研究では、粒子の三次元的な流動挙動を再現可能な三次元CFD-DEMコードの開発を行い、き裂に流入するグラウトの濃度が徐々に薄くなり最後に目詰まりを起こす現象を再現し、より詳細な評価を行うことを試みた。