地下資源開発・地下空間利用のための、小規模構造を再現する模擬実験材料の開発

开发再现用于地下资源开发和地下空间利用的小型结构的模拟材料

基本信息

批准号：
19K05360
负责人：
山田泰広
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyushu University (2021-2022)Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2019-2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地下資源の探査と開発を進めるためには地下地質構造を正確に把握する必要があり、物理探査データを地質解釈するために数km規模の断層や褶曲などの地質構造を実験室で模擬的に再現する縮小モデル実験が行われてきた。本研究では、新たな実験材料を開発して数m程度のズレを持つ断層を含む地質構造を実験室で再現し、地下のどこにどのような小断層が存在するのかを明らかにすることを目的としている。研究初年度は、ロンドン大学での共同研究作業を開始した。候補となる材料を複数試作して、物性を高精度で計測すると共に、妥当性評価のために簡易変形実験を行った。その結果、期待された小断層などが再現できることが分かった。一方、物性値が想定よりも過大であることや、材料の作成方法や実験装置への組み込み方法に改良余地があった。検討の結果、この材料の物性と作成方法の妥当性を評価するために詳細な内部構造を把握することが必要であることから、作成した試料の一部を日本に持ち帰った。研究二年度目は、世界的にまん延した新型コロナウイルス感染のため、研究の一部延期が強いられた。ロンドン大学の実験室作業が禁止されたため、遠隔での議論を進めると共に、これまでに計測したデータを解祈して、欧州地球物理学連合の特別セッションで発表し、論文原稿を執筆した。研究三年度目も新型コロナウイルスの影響が大きかったが、遠隔で議論を進めることで研究を進捗させ、欧州地球物理学連合のセッションで発表するとともに、国際学術誌に論文を投稿し、受理・掲載となった。研究四年度目は、ロンドン大学に二か月滞在し、実験研究を推進すると同時に今後の研究計画や論文戦略に関して具体的に議論した。欧州地球物理学連合のセッションで発表するとともに、年度末に国際学術誌から成果論文の２編目が受理・出版された。

为了进行地下资源的勘探和开发，需要准确了解地下地质结构，为了对地球物理测量数据进行地质解释，需要对断层、褶皱等地质结构进行规模模拟。在实验室里进行了几公里的简化模型实验来重现这一点。这项研究的目的是开发新的实验材料，在实验室中再现包括位移数米的断层的地质结构，并弄清楚地下存在小断层的位置和类型。在研究的第一年，我们开始在伦敦大学进行合作研究工作。我们制造了多个候选材料的原型，高精度测量了它们的物理性能，并进行了简单的变形实验来评估有效性。结果发现可以重现预期的小故障。另一方面，物理性能值高于预期，材料的制备方法以及将其纳入实验设备的方法还有改进的空间。研究的结果是，我们认为有必要了解详细的内部结构，以便评估这种材料的物理性能和制备方法的有效性，因此我们将一些制备的样品带回日本。在研究的第二年，由于新冠病毒在全球范围内的传播，部分研究被迫推迟。由于伦敦大学的实验室工作被禁止，他们进行了远程讨论，整理了迄今为止测量到的数据，在欧洲地球物理联盟的一次特别会议上提出，并撰写了一份手稿。第三年的研究也受到了新冠病毒的很大影响，但我们通过远程讨论，研究取得了进展，在欧洲地球物理联盟的一次会议上发表了论文，并向国际学术期刊提交了论文，该论文已被接受并已收到。研究的第四年，我在伦敦大学呆了两个月，进行实验研究，并就未来的研究计划和论文策略进行了具体讨论。除了在欧洲地球物理联盟的一次会议上展示研究结果外，第二篇论文还于本财年末被一家国际学术期刊接受并发表。