セメントの使用を極力抑えた坑道の構築方法の提案,10; 岩石利用セグメントの曲げ特性に関する検討

Development of construction methods of a drift to be reduction of amount of cement use, 10; Study on bending properties of the rock segment using low alkaline mortar

多田 浩幸*; 齋藤 亮*; 中谷 篤史*; 熊坂 博夫*; 林 克彦; 野口 聡; 岸 裕和; 中間 茂雄 

Tada, Hiroyuki*; Saito, Akira*; Nakaya, Atsushi*; Kumasaka, Hiroo*; Hayashi, Katsuhiko; Noguchi, Akira; Kishi, Hirokazu; Nakama, Shigeo

HLWの地層処分施設のセメント使用を極力抑えた支保工として岩石を低アルカリ性モルタルで接合した岩石利用セグメントを提案。組立時の自重及び偏地圧によりセグメントには曲げモーメントが発生する。その力学的特性把握のため、セグメントを試作し、曲げ試験を実施した。既往の試験では、セグメントに中詰めする岩石ブロックを並列に配列した場合の曲げ特性を把握した。本検討では岩石ブロックを千鳥に配列した試験体を作製して曲げ試験を行い、並列配列の試験結果と比較した。その結果、千鳥配列の正曲げ試験は130-210kNで最大荷重に達し、並列配列の最大荷重210-270kNよりも小さくなった。一方、負曲げ試験は30-40kNで最大荷重に達し、並列配列の最大荷重40kNよりも小さくなり、ばらつく結果となった。試験体に発生したひび割れは、並列配列の正曲げ試験では3-4本、負曲げ試験では中央部に1本のひび割れが岩石ブロックとモルタルの境界面に沿って発生していたが、千鳥配列の正曲げ試験では2本、負曲げ試験では1本のひび割れが載荷点近傍の岩石ブロックとモルタルの境界面と岩石ブロック内を貫いて発生し、ひび割れの発生状況に違いがあることを確認した。

Bending test of the segmental rings consist of staggered pieces of rocks bonded by low-pH mortar is conducted in order to identify the mechanical properties of rock segmental rings comparing with parallel arrangement. As a result, it was found that the maximum load was reached at 130 to 210 kN in the positive bending tests for staggered rock blocks, lower than 210 to 270 kN for rock blocks arranged in parallel. In the negative bending tests, on the other hand, the maximum load was reached at 30 to 40 kN, lower than a maximum load of 40 kN for the rock blocks arranged in parallel. The results thus varied. Cracks occurred along the interface between the rock block and mortar in the specimen for the blocks arranged in parallel. For the staggered rock blocks, cracks penetrated through the mortar and the rock block near the point of loading in the specimen. Thus, it was confirmed that cracking occurred in different manners.