資源開発技術／開発機械／岩盤工学

[1K0107-11-04] 個別要素法を用いた花崗岩の延性的挙動のシミュレーションとその超深部地熱開発への応用

○大谷 颯¹、三ヶ田 均¹、武川 順一¹ (1. 京都大学)

司会：濱中 晃弘（九州大学）

キーワード：延性、準脆性、個別要素法、新手法、数値シミュレーション

昨今における化石エネルギーから再生可能エネルギーへの転換に伴い、延性域高温岩体発電、つまり、水圧破砕を用いた延性帯での貯留層造成に注目が集まっている。一般に延性帯の存在する場は高温高圧条件であり、岩石は脆性的な挙動ではなく延性的な挙動を示すことが知られている。従来、水圧破砕のシミュレーションには個別要素法が広く使われているが、岩石の延性的挙動を個別要素法で扱った研究はまだほとんどないのが現状である。本研究では、個別要素法による水圧破砕シミュレーションの前段階として、一軸圧縮試験、二軸圧縮試験での岩石の延性的な挙動の再現を試み、そのために個別要素法に適用可能な手法としてbi-linear approximation modelとdegradation modelを提案する。前者は岩石が高圧下三軸圧縮試験においてバイリニア的な応力ひずみ曲線を描くことを利用し、塑性も考慮したもので、後者は高圧化での個別要素間ボンドに破壊、損傷、損傷なしという段階的な状態を与えることで岩石の延性的な挙動の再現を試みている。これら2手法から得られた結果は各々多少異なってはいるが、実際に観察される結果と調和的であり提案手法の有用性が示された。