幌延の地下水環境下におけるベントナイト混合材料の力学特性に関する研究(II)

高治 一彦*; 重野 喜政*; 下河内 隆文*

JNC TJ5400 2004-002, 89 Pages, 2005/02

JNC-TJ5400-2004-002.pdf:12.07MB

幌延深地層研究計画では岩盤・緩衝材クリープ試験、坑道閉鎖試験、定置精度確認試験、THMC試験などの原位置試験が計画されている。これら原位置試験は、第2次取りまとめに示された人工バリア設計手法の具体的な地質環境に対する適用性の例示と評価、および人工バリアの長期的な現象理解と予測評価手法の信頼性向上を目的としてる。そこで原位置試験設計におけるベントナイト混合材料の仕様(密度、ケイ砂混合率など)を検討するために、塩水系地下水環境でのベントナイト混合材料の力学挙動に関するデータの取得を平成15年度から開始し、幌延の原位置試験で想定される塩水系地下水環境でのベントナイト混合材料を力学挙動を把握した。また、人工バリアの長期挙動の予測手法の適用性を確認するために、室内試験の結果を用いたオーバーパックの沈下挙動などの解析を実施した。本研究では不飽和状態におけるイチジク圧縮試験や長期圧密試験などを行ない、塩水系地下水環境下における試験データの拡充を行なった。また平成15年度に得られたデータとあわせて人工バリアの長期挙動予測を実施し、予測精度の向上を図った。

緩衝材長期力学挙動構成モデルの検討(III)

高治 一彦*; 重野 喜政*; 下河内 隆文*; 白武 寿和*; 田村 博邦*

JNC TJ8440 2003-007, 218 Pages, 2004/02

JNC-TJ8440-2003-007.pdf:4.43MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分の研究開発において、人工バリアに要求される各機能を確保するには、人工バリアが長期間力学的に安定であることが不可欠である。処分場閉鎖後において、人工バリアを形成する緩衝材には、種々の外力が長期間作用すると考えられる。人工バリアの性能評価を精度よく実施するためには、これらの外力に対する緩衝材の力学的変形挙動を精度よく評価することが必要である。本研究では、選択された2つの構成式(関口-太田モデル、足立-岡モデル)のために設定されたいくつかのパラメータを用いて、要素試験、模型試験のシミュレーションを行い、構成式およびこれらのパラメータの適用性を検討した。また、これらのパラメータを用いた人工バリアのシミュレーション解析を実施し、長期力学的挙動評価を行った。解析では、オーバーパックの沈下量、緩衝材の応力状態、岩盤への反力等を評価し、長期にわたって人工バリアは力学的に安定である結果を得た。次に、解析モデルおよび解析結果を傍証するために、スメクタイト層などの堆積年代、力学履歴などについて文献調査を行い、ナチュラルアナログ的検証方法について概略計画を立案し、凍結サンプリングの適用性について予備的検討を行った。

緩衝材長期挙動構成モデルの検討

重野 喜政*; 並河 努*; 高治 一彦*

JNC TJ8440 2002-004, 109 Pages, 2002/02

JNC-TJ8440-2002-004.pdf:13.36MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分の研究開発において、人工バリアに要求される各機能を確保するには、人工バリアが長期間力学的に安定であることが不可欠である。処分場閉鎖後において、人工バリアを形成する緩衝材には、種々の外力が長期間作用すると考えられる。人工バリアの性能評価を精度よく実施するためには、これらの外力に対する緩衝材の力学的変形挙動を精度よく評価することが必要である。本研究では、今までに数多く提案されている粘性土の構成モデルに対して、緩衝材の長期力学挙動評価への採用可能性という観点から、特に適用性の高いものを抽出することを目的とし、粘性土構成モデルの調査、代表的モデルの試験データを用いた解析による適用性確認、シミュレーション解析に有効な実験手法の提案を行った。Over stress modelとFlow surface modelの代表的なモデルとして足立-岡モデル、関口-太田モデルを用いて要素試験シミュレーションを行った結果、両モデルで挙動大きな差はみられず、粘性パラメータの設定によって試験結果を局所的には適切に表現できるが、総括的には適切に表現し得ない結果となった。

人工バリア健全性試験設備の設計研究

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PNC TJ1162 97-001, 131 Pages, 1997/02

PNC-TJ1162-97-001.pdf:9.55MB

高レベル放射性廃棄物処分場閉鎖後において人工バリアを形成する緩衝材にはオーバーパックの腐食膨張等による外力が長期間作用すると考えられる。これらの外力に対する緩衝材の力学的変形挙動を明らかにするためには、実験的研究と解析的研究を比較することにより、人工バリアの力学的健全性の評価を行う必要がある。本研究の目的は、模型試験を実施することにより、効果的に人工バリアの腐食膨張による力学変形挙動を調べるための、試験手法の事前検討をふまえた装置の設計、および実現象を想定した予備解析である。まず、模型形状の選定を行った結果、全体モデルと2次元平面ひずみモデルが有効であると考え、これに対し強制変位速度の検討、計測項目・計測方法の選定、および緩衝材設置手法確立のための検討等を行った。また、解析的研究として実際の処分場を想定したオーバーパックの腐食膨張について解析手法の検討および実現象の解析を行った結果、オーバーパック周辺部を中心に塑性領域が広がることが確認できた。

コンクリート支保の劣化を考慮したニアフィールドの長期力学的挙動の検討,1; コンクリート支保劣化の力学モデル

重野 喜政*; 高治 一彦*; 西村 繭果*; 棚井 憲治

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物処分におけるニアフィールドの力学的挙動評価手法においては、緩衝材挙動にオーバーパックの腐食膨張,自重沈下及び周辺岩盤のクリープ変形や埋め戻し材挙動を加えて力学的に連成させたニアフィールド連成解析手法の構築を行っている。本稿では、支保劣化による力学的影響を考慮するため、新たにコンクリート支保の劣化に対応する力学モデルを開発した。コンクリートの劣化モデルには、時間依存性弾塑性モデルであるFlow surface modelを用いた。降伏関数としてTrescaモデルを用いた処分坑道横置き方式の解析では、劣化に伴う軟化を表現できることが確認できた。