結晶質岩を対象としたクラックテンソルによる等価連続体モデル化手法に関する研究

Study on equivalent continuum modeling with crack tensor on crystalline rock

丹野 剛男; 佐藤 稔紀  ; 真田 祐幸; 引間 亮一; 松井 裕哉 ; 多田 浩幸*; 郷家 光男*; 熊坂 博夫*; 石井 卓*

Tanno, Takeo; Sato, Toshinori; Sanada, Hiroyuki; Hikima, Ryoichi; Matsui, Hiroya; Tada, Hiroyuki*; Goke, Mitsuo*; Kumasaka, Hiroo*; Ishii, Takashi*

日本原子力研究開発機構では、超深地層研究所計画(以下、MIU計画)の岩盤力学研究の一環として、結晶質岩を対象とし、坑道の掘削に伴って周辺岩盤中に生じる掘削影響の評価を地上からの調査段階で実施する方法の構築を課題の一つとして設定している。この課題を達成するために、岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所において、割れ目の力学特性やその幾何学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす結晶質岩について、クラックテンソルモデル(等価連続体モデルの一つ)による研究を進めている。あわせて、クラックテンソルによる相対誤差に基づいたREV(Representative Elementary Volume: 代表要素体積,寸法効果を定量的に表現する指標であり、不連続体を等価な連続体とみなして解析・解釈する際の最小体積の意味)の検討を実施し、第3段階における試験計画の策定や、モデル化の際の要素の大きさの設定にREVの検討結果を適用することを試みている。2010年度は、クラックテンソルモデルに基づき、REVの検討を実施した。また、クラックテンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係を調査し、設計時に設定した岩盤等級に基づく物性分布評価の妥当性を検討した。

The Crack tensor model which is a kind of equivalent continuum model has been studied in rock mechanical investigation in the MIU. The fractured rock mass is modeled as the elastic continuum model with the crack tensor. In this study, crack tensor based on the geological observation in the MIU project was calculated, and REV (Representative Elementary Volume) in the shafts and research galleries was studied based on the relative error of the crack tensor. The correlation between the crack density, the trace length of crack and the trace of crack tensor and the rock mass classification was also studied.