結晶質岩を対象とした長期岩盤挙動評価のための理論的研究(委託研究)

Theoretical study on crystalline rock for estimating long-term behavior (Contract research)

市川 康明*; 瀬野 康弘*; 平野 享; 中間 茂雄 ; 松井 裕哉 

Ichikawa, Yasuaki*; Seno, Yasuhiro*; Hirano, Toru; Nakama, Shigeo; Matsui, Hiroya

本報告書は、2007年度に実施した研究をまとめたものである。第1章では、研究内容とその背景を概括した。続いて、第2章では、長期挙動予測評価手法の開発において解明が必要と考えられる石英の圧力溶解反応現象について、現象の理論的取り扱いと均質化法をベースにした数値解析手法を考案し、その適用例としてベントナイトに含まれる石英粒子の溶解を解析している。次の、第3章と第4章は、第3段階の研究で評価手法の検証が行えるよう、主要な研究対象とする土岐花崗岩をモデルとする基礎的な検討を行ったものである。このうち、第3章では、応力緩和状態下の土岐花崗岩に認められる微視的変形状況を約1か月まで顕微鏡で観察し、鉱物表面の変形から内部のひずみを計算している。また、第4章では、微視・巨視問題を同時に扱うことのできる均質化解析を用いて土岐花崗岩の巨視的な力学的挙動を再現するとともに、微視問題には強不連続解析を導入して土岐花崗岩内のマイクロクラック進展を再現している。

This report describes the results of the works in the fiscal year 2007. In Chapter 1, we described the overview and background of this study. In Chapter 2 a reaction theory of pressure dissolution of quartz was proposed and by using a homogenization analysis the dissolution of quartz in bentonite was simulated by a modified diffusion model. In Chapter 3 CLSM was used to acquire clearly focused three-dimensional images of granite specimens of Mizunami underground lab for stress relaxation tests, and observed the change of micro-scale structure including the mineral configuration under applying compression stress. The local strain distributions suggest that a shearing mode is dominant in the granite samples. In Chapter 4 a strong discontinuity concept is introduced in the micro-scale problem of the multi-scale homogenization analysis, and Toki granite sample problems were solved.