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中嶌 誠門*; 瀬尾 昭治*; 尾上 博則; 石橋 正祐紀; 三枝 博光; 澤田 淳
第42回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.107 - 112, 2014/01
日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪市において地層処分技術に関する研究開発の一環として、超深地層研究所計画を進めており、結晶質岩における深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備を目的の一つとして調査研究を実施している。本研究では、結晶質岩中の物質移動特性評価を行ううえで重要となるパラメータの抽出を目的として、原位置調査データに基づく研究坑道周辺領域(100mスケール)の水理地質構造モデルの構築、地下水流動解析、及び粒子追跡解析を実施している。本稿では、地下坑道周辺で取得したデータに基づく水理地質構造モデルの構築方法について示す。特に水理地質構造モデルの構築に必要な水理特性パラメータの設定方法について検討を行った。
瀬尾 昭治*; 國丸 貴紀; 中嶌 誠門*; 戸井田 克*; 渡辺 邦夫*; Sohail, A. R.*
JAEA-Research 2008-126, 120 Pages, 2009/12
JAEA-Research-2008-126.pdf:29.29MB
本報告書では、長期水圧モニタリングシステムによる間隙水圧の観測データについて、気圧や地球潮汐といった主要な影響因子を現状データから分離するとともに、遺伝的アルゴリズム及びニューラルネットワークを利用した解析手法を用いることにより各観測孔における間隙水圧の相互関係を解析し、対象地域の水理地質構造に関する考察を行った結果について報告する。検討対象とした6孔(HDB-1,3,6,7,8,9)の試錐孔における間隙水圧観測データについて、気圧や地球潮汐等による影響因子について分離解析プログラム(BAYTAP-G)を用いて分離した結果、間隙水圧の変動要因として、相対的に潮汐変動による影響は小さく、気圧変動による影響が大きいことがわかった。また、試錐孔間相関解析によれば、地下深度約400mでは、HDB-3孔,HDB-6孔,HDB-7孔,HDB-8孔が1つの間隙水圧変動領域であり、HDB-1孔及びHDB-9孔はそれぞれ別の変動領域である可能性が示唆された。
戸井田 克*; 須山 泰宏*; 森 孝之*; 稲葉 武史*; 渥美 博行*; 田中 俊行*; 小林 一三*; 中嶌 誠門*; 尾方 伸久
JAEA-Research 2007-071, 159 Pages, 2007/09
JAEA-Research-2007-071.pdf:48.05MB
東濃地科学センターにおける地層科学研究では、地質環境特性を明らかにするために必要な調査・解析技術並びにその妥当性を評価する手法の開発を進めている。この研究では、岩盤の不均一性推定に伴う不確実性を定量的に把握するための手法を明らかにし、その不確実性を低減するための合理的な地質環境調査手法の確立を一つの大きな目標としている。平成17年度は、新たに掘削されたボーリング孔などのデータを用い、本評価手法をより高度化することを目指して、知識・情報の整理を進めるとともに、概念モデルの体系的整理と地下水流動解析を行い、本手法の実用化に向けた評価・検討を行った。また、地質環境の不確実性の評価結果を効果的に施設設計に反映するための情報抽出を試行した。本研究成果を取りまとめると、以下のようになる。(1)ボーリング調査により取得された割れ目本数と透水量係数との相関を整理し、NW方向の割れ目系が最も透水量係数との相関が高いことを示した。これは広域の応力場の影響を受けているものと考えられる。(2)概念モデルの体系的整理と地下水流動解析を行うことにより、地質環境の不均一性評価方法の検討手順を取りまとめた。(3)施設設計を高度化する情報として、「不確実性に応じた複数の設計オプションを保有すること」と、「地質環境の不均質性に応じた設計を行うこと」が重要であることを示した。
森 孝之*; 森川 誠司*; 田部井 和人*; 岩野 圭太*; 中嶌 誠門*
JNC TJ7400 2005-080, 216 Pages, 2005/03
JNC-TJ7400-2005-080.pdf:35.16MB
超深地層研究所計画(以下、MIU計画)の第1段階における岩盤力学研究では、岩芯やボーリング孔を利用した試験などにより、岩盤の力学特性や初期応力状態を評価して、岩盤力学モデルを構築するとともに、その岩盤力学モデルをもとに坑道掘削に伴う坑道周辺岩盤の挙動を推定し、その結果を坑道の力学的安定性の評価や詳細設計、さらに次段階以降の調査・研究計画の策定に反映することとしている。現在のMIU計画の進捗状況は、第1段階における調査・研究の最終段階となり、来年度からは、研究坑道の掘削施工を通じて調査研究を進める第2段階へと本格的に移行する状況である。そこで、本業務では、第1段階における最新・最終の調査結果を用いてまず、解析モデルの構築を図り、それをもとにMBCモデルによる研究坑道の掘削影響予測解析を実施し、坑道の力学安定性の評価や次段階以降の調査・研究計画の策定のための基礎資料を得る。これらの検討により、得られた知見は以下の通りである。(1)研究所用地内に削孔したMIZ-1号孔の岩芯を用いて、圧裂引張試験で発生した亀裂面に対し、一面せん断試験を行い、掘削に伴い新しく発生する新鮮な亀裂面を想定した力学特性が得られた。(2)MIZ-1号孔の調査データを詳細に検討した結果、岩盤力学特性や亀裂特性を深度別の傾向で分類し、岩盤力学モデルを構築した。(3)MBCモデルによる坑道掘削影響予測解析を行い、立坑・水平坑道では、岩盤等級や掘削損傷領域の有無、水平坑道の展開方向の違い等による周辺岩盤の挙動を検討した結果、岩盤が堅硬であるため、比較的亀裂の開口量が小さいが、水平坑道では、高傾斜亀裂の存在により側壁部の掘削影響が顕著であることが分かった。
中嶌 誠門*; 瀬尾 昭治*; 戸井田 克*; 國丸 貴紀
no journal, ,
日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターでは、幌延深地層研究計画の一環として地下深部における間隙水圧の長期モニタリングを実施してきた。今回、間隙水圧データの地震時応答分析及びトレンド分析を行った結果について報告する。地震時応答分析では、観測点付近で発生した有感地震に対する間隙水圧観測値の応答の有無を調査した結果、有感地震のうちマグニチュードがある程度大きな地震については、間隙水圧応答が現れる傾向があることがわかった。また、トレンド分析では、地球潮汐や気圧変動に伴う変動成分と観測装置の分解能に伴うノイズ成分を潮汐解析プログラムBAYTAP-Gを用いて分離した結果、元の観測データよりも滑らかでイベント時の急激な変化をある程度反映したトレンドラインを得たほか、得られた変動成分を比較した結果、地球潮汐の影響が比較的小さいことなどがわかった。
田中 真弓*; 戸井田 克*; 渥美 博行*; 瀬尾 昭治*; 中嶌 誠門*
no journal, ,
地層処分の技術開発に必要な、坑道周辺のゆるみ域における詳細な水理特性の評価技術として、鹿島建設が開発した連続波地中レーダーとゆるみ域透水試験装置を用いた間隙水圧測定を東濃鉱山内で適用した事例を紹介する。
細谷 真一*; 瀬尾 昭治*; 中嶌 誠門*; 渥美 博行*; 石橋 正祐紀; 森川 佳太; 尾上 博則; 國丸 貴紀
no journal, ,
岩盤を対象として、割れ目の不均質性を考慮した地下水流動解析や物質移動解析を行う場合には、割れ目を確率論的にモデル化する割れ目ネットワーク(DFN)モデルが利用される。DFNモデルは多孔質連続体モデルと比較すると設定すべきパラメータが多いため、調査データとそのモデル化方法の不確実要因が解析結果に及ぼす影響を適切に見積ることが難しい。本研究では、日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所で得られた調査データに基づいて、上述の不確実要因が地下水流動解析・物質移動解析結果に及ぼす影響を考察した。
中嶌 誠門*; 渥美 博行*; 瀬尾 昭治*; 升元 一彦*; 川端 淳一*; 國丸 貴紀; 尾上 博則; 三枝 博光; 早野 明; 渡辺 邦夫*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、超深地層研究所計画(以下、MIU計画)を推進している。MIU計画では「物質移動特性の評価に関する研究」として、割れ目の不均質性を考慮した物質移動の解析技術の構築を行っている。そこで、地質・地質構造と岩盤の水理特性が、物質移動現象に与える要因を検討するために、調査結果に基づき、(1)三次元割れ目ネットワークモデルの構築、(2)水理地質構造モデルの構築、(3)一様流れ場浸透流解析、(4)パーティクルトラッキング法を用いた物質移動解析を実施した。本編(その1)では、このうち1三次元割れ目ネットワークモデルの構築及び2水理地質構造モデルの構築の検討結果について報告する。
渥美 博行*; 中嶌 誠門*; 瀬尾 昭治*; 升元 一彦*; 川端 淳一*; 尾上 博則; 國丸 貴紀; 澤田 淳; 三枝 博光; 渡辺 邦夫*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、超深地層研究所計画(以下、MIU計画)を推進している。MIU計画では、「物質移動特性の評価に関する研究」として、原位置の地質環境特性調査によって得られた情報に基づき、割れ目の不均質性を考慮した物質移動特性の評価が実施される。そこで、地質・地質構造と岩盤の水理特性が、物質移動現象に与える要因を検討するために、既存の調査結果の整理及び地下水流動解析を実施した。具体的には、原位置調査結果に基づいて、(1)三次元割れ目ネットワークモデルの構築、(2)水理地質構造モデルの構築、(3)一様流れ場浸透流解析、(4)パーティクルトラッキング法を用いた物質移動解析を実施した。本編(その2)では、このうち、(3)地下水流動解析及び(4)パーティクルトラッキング法を用いた物質移動解析までの検討結果について述べる。なお、上記1及び2については、前編(その1)を参照されたい。
石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 中嶌 誠門*; 渥美 博行*; 尾上 博則; 三枝 博光; 川端 淳一*; 升元 一彦*; 瀬尾 昭治*; 岩野 圭太*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分など、地下空間の利用では、割れ目や断層などの地下水の流動経路となる地質構造の把握が重要であり、結晶質岩のような亀裂性媒体では、亀裂の分布特性の取得が必要となる。地下深部における亀裂の分布は主にボーリング調査で把握されるが、必要な調査量や手順と言った調査の最適化のための方法論は十分に確立されているとは言えない。そこで、本研究では、ボーリング調査の進展に伴う亀裂の分布特性に関する情報量の変化を亀裂ネットワークモデル中に仮想ボーリング孔を掘削して検討した。本研究の結果、亀裂の分布特性に関するデータを取得するためには、亀裂の卓越方位との遭遇率を考慮した調査計画を立案することが重要であることが示唆された。また、本研究では亀裂の卓越方位の法線ベクトルの平均方向に掘削したボーリング孔で得られた情報は、全ての亀裂の方向における亀裂密度に偏りが少ないことから、亀裂の空間分布を把握するための調査においては、既存情報で把握された亀裂の方位分布に基づいて掘削方向を決定し、最初のボーリング調査の結果から得られた亀裂の卓越方位分布から、再度掘削方向を検討することが有効と考えられる。
升元 一彦*; 渥美 博行*; 岩野 圭太*; 中嶌 誠門*; 瀬尾 昭治*; 川端 淳一*; 三枝 博光; 尾上 博則; 澤田 淳
no journal, ,
超深地層研究所計画の一環として、割れ目を考慮した物質移動特性の評価を行っている。これまで、割れ目ネットワークモデル(以下、DFNモデル)に基づくモデル化及び数値解析を用いて、物質移行特性に影響を与える割れ目パラメータの評価を行ってきたが、地質学的パラメータや水理学的パラメータのパラメータ間の相関を考慮していなかった。そこで、本研究では割れ目のパラメータ間の関連性の有無がモデル化・解析結果に与える影響の評価するために、パラメータ間の相関を考慮したDFNモデルを構築し、相関を考慮していないモデルとの比較を行った。その結果、DFNモデルを構築する際、地質学的パラメータや水理学的パラメータのパラメータ間の相関性の有無により構築されるモデルが異なることを示した。
岩野 圭太*; 渥美 博行*; 中嶌 誠門*; 升元 一彦*; 瀬尾 昭治*; 川端 淳一*; 尾上 博則; 三枝 博光; 澤田 淳
no journal, ,
超深地層研究所計画の一環として、割れ目を考慮した物質移動特性の評価を行っている。割れ目のパラメータ間の関連性の有無がモデル化・解析結果に与える影響の評価するために、パラメータ間の相関を考慮したDFNモデルと、相関を考慮していないモデルをし、それらを用いた地下水流動解析および粒子追跡線解析を実施した。その結果、地下水流動解析と粒子追跡線解析から解析結果に影響を及ぼす割れ目の幾何学条件、透水量係数の設定条件を明らかにすることができた。
渥美 博行*; 中嶌 誠門*; 岩野 圭太*; 升元 一彦*; 瀬尾 昭治*; 川端 淳一*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 細谷 真一*
no journal, ,
割れ目ネットワークモデルに基づく地質構造モデルを構築するにあたっては、割れ目の地質学的特性を把握することが重要である。しかし、ボーリング調査で取得される地質学的特性については、必要な調査量や調査手順といった調査の最適化のための方法論は十分に確立されているとは言えない。そこで、構築した地質構造モデルに仮想ボーリング孔をモデル化し、これと交差する割れ目情報に基づき、モデル構築に必要なボーリング調査の量に関わる検討をした。その結果、調査においては割れ目の卓越方位との遭遇率を考慮し、調査の進展とデータの関係から調査量の十分性を検討することが重要であることが示唆された。