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Development of a back analysis method for the estimation of in situ stress based on the measured convergence in the Horonobe Underground Research Laboratory

幌延深地層研究センターにおける内空変位計測結果に基づく地圧状態の推定手法の構築

青柳 和平  ; 亀村 勝美*; 名合 牧人*; 菅原 健太郎*; 松原 誠*

Aoyagi, Kazuhei; Kamemura, Katsumi*; Nago, Makito*; Sugawara, Kentaro*; Matsubara, Makoto*

高レベル放射性廃棄物地層処分場の建設において、地下坑道の設計の高度化に資するために、処分場周辺の初期地圧状態の情報が重要である。これまで、初期地圧計測は、国内外の多くの現場で行われてきたが、評価結果のバラつきは大きいことがしばしばある。そのため、坑道の支保設計への反映が難しいという問題がある。この背景を踏まえ、本研究では、坑道で取得された内空変位計測結果に基づき、広域的な地圧状態を推定するための逆解析手法を構築することを目的とした。解析には、幌延深地層研究センターの深度350mの周回坑道において、様々な方向で計測された内空変位のデータを使用した。また、解析モデルには、周回坑道周辺の断層や不連続面を取り入れ、地質構造の影響も含めて詳細な検討を行った。解析による地圧の推定結果は、地下施設建設前に実施した水圧破砕法による測定結果に概ね整合するものであったため、広域地圧状態の推定における本手法の適用可能性が示された。

An in situ stress state is one of the important factors in the design of deep underground facility of high-level radioactive waste disposal repository. This study establishes a practical and effective method for estimating in situ stress state on the basis of the measured convergence during gallery excavation. The convergence was measured in various directions of the loop gallery at 350m depth of the Horonobe Underground Research Laboratory; this allows determination of the stress state corresponding to the rock mass deformation behavior in an approximately 120 m* 200 m area. To estimate in situ stress state around that area, a back analysis method considering the existence of faults and fractures around the gallery was developed. The analyzed results showed a good agreement with the trend of in situ stress state estimated from hydraulic fracturing method.

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