断層ずれに伴う人工バリアの力学的挙動評価

Assessment on mechanical effect of engineering barrier system to fault movement

平井 卓; 棚井 憲治 ; 菊池 広人*; 鈴木 英明*; 高治 一彦*; 大沼 敏*

Hirai, Takashi; Tanai, Kenji; Kikuchi, Hirohito*; Suzuki, Hideaki*; not registered; Onuma, Satoshi*

「第2次取りまとめ」におけるわが国の地層処分概念では,地震・活断層の影響等,地層処分システムに著しい影響を及ぼす可能性のある天然現象については,サイト選定によってその影響を避けることを基本としており,基本的には人工バリアは壊れないものと考えられている。しかし、派生的なC 級断層など発生する確率が極端に低く影響も小さいと考えられるものについては,現状では発生を完全に予測することが困難である。そこで,このような断層が人工バリアを直撃するといった場合に、人工バリアがどのような影響を受けるかについて現象を明らかにし、安全裕度の幅を明らかにすることを目的とし、縮小模型試験とそのシミュレーション解析,さらに実規模モデルに対する解析を実施した。その結果、断層の変位速度が10cm/sec 以下では断層が直撃しても緩衝材厚さの80%程度の断層変位までは、緩衝材の緩衝効果により腐食していないオーバーパックは健全であることが明らかになった。

The objective of this report is to clarify mechanical effect of engineered barrier system to the unavoidable fault movement. From the basic policy of the second progess report by JNC, natural phenomenon which affect strongly to the geological disposal system shoult be avoided. However, small faults as sliprate "C" far from principal fault zone, are difficult to be found out completely. Therefore, it is important to evaluate the influence of these fault movements and to clarify stability and safety of the engineered barrier system. Accordingly, the effect of a rock displacement across a deposition holl was considered and the midium scale test was carried out. Then midium scale test was simulated by Finit Element Method in which the constitutive model of Tresca was adopted to analyze elastoplastic behavior of buffer material. From the result of the midium scale test and the analysis, it was realized that the buffer material diminish shear stress acting on the overpack. Further analytical study was conducted to evaluate the real scale engineered barrier system designed in the second progress report by JNC. From the study, it was apeared that stress in buffer corresponded to the stress calculated for the midium scale test model. Consequently, it was obvious that rock displacement, 80% of buffer thickness, didn't affect overpack if velocity of fault movement was under 10 cm/sec.