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尾上 博則; 石橋 正祐紀*; 尾崎 裕介; 岩月 輝希
International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 144, p.104737_1 - 104737_14, 2021/08
被引用回数：4 パーセンタイル：34.69(Engineering, Geological)本研究ではMIUの深度500mの坑道を事例として亀裂性岩盤のモデリングの方法論について検討した。その結果、割れ目のトレース長分布の再現性に基づいて、割れ目の地質学的パラメータだけでなく水理学的パラメータも推定することができる割れ目のモデル化手法を開発した。本モデル化手法を適用することで、岩盤が有する割れ目の統計的な特性を精度よく再現できるDiscrete Fracture Network (DFN)モデルを構築することが可能となった。また、割れ目の分布位置や透水性を調査データに基づき修正するコンディショニング手法を適用することで、特定の場所のローカルな割れ目特性の評価が可能であることを実証した。さらに、亀裂性岩盤の水理学的な不均質性をモデル化するために必要な原位置調査と調査データとの関係を明らかにするとともに、日本の地層処分事業に資する有益な知見として、DFNモデルを用いた地下施設建設段階の現場調査とモデリング,処分パネル設計の考え方を提案した。
尾上 博則; 山本 真哉*; 小橋 昭夫; 尾崎 裕介; 櫻井 英行*; 増本 清*
JAEA-Research 2018-003, 84 Pages, 2018/06
JAEA-Research-2018-003.pdf:17.44MB
本研究では瑞浪超深地層研究所周辺における透水不均質性の高い岩盤を対象とした数値実験を実施し、推定対象とする水理地質構造を絞り込むことや評価対象領域の水理地質構造を考慮した観測点の配置が重要であることを確認した。さらに、原位置で実施した揚水試験データを用いた逆解析を実施し、水圧応答データを用いた逆解析が、重要な水理地質構造の特定や水理地質構造の概念および解析モデルの信頼性の確認・向上といった地下水流動特性評価に有効であることが示された。
青柳 和平; 亀村 勝美*; 名合 牧人*; 菅原 健太郎*; 松原 誠*
Proceedings of ITA-AITES World Tunnel Congress 2017 (WTC 2017) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2017/06
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。
尾上 博則; 三枝 博光; 竹内 竜史
土木学会論文集,C(地圏工学)(インターネット), 72(1), p.13 - 26, 2016/01
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うち、深地層の科学的研究の一環として超深地層研究所計画を実施している。本研究では研究坑道の掘削に伴い実施した地下水流動のモデル化・解析に関する研究成果を体系的に整理するとともに、断層などによる水理学的な不均質性が高い結晶質岩地域での地下施設の建設に伴う地下水流動のモデル化・解析に有効となる調査データやモデル化・解析のアプローチについての技術的知見を示した。また、地下水流動のモデル化・解析結果の妥当性を確認するにあたっては、地下施設の建設に伴う地下水水質の変化を用いた比較検討が有効であり、水理学分野と地球化学分野間にわたる評価の重要性を示した。
鎮守 浩史*; 長崎 晋也*; 田中 知*; 坂本 義昭; 武部 愼一; 小川 弘道
Journal of Nuclear Science and Technology, 38(8), p.645 - 654, 2001/08
被引用回数：3 パーセンタイル：27.1(Nuclear Science & Technology)地層中のコロイドでの移行挙動を実験的、理論的に考察するため、固相粒子充填カラム中でのコロイド粒子の固相表面への付着率に与える流れ場の影響について調べた。ガラスビーズを詰めたカラム中のラテックス粒子の破過曲線から、ラテックス粒子の付着効率を求め、この付着効率の流速依存性について、コロイド-固相間相互ポテンシャルの障壁を超えて付着する流れ場の効果を考慮したモデルにより解析を行った。
野邊 潤*; 松本 昌昭*; 長坂 和佳*; 丸山 健太郎*
JNC TJ8400 2000-006, 232 Pages, 2000/05
JNC-TJ8400-2000-006.pdf:7.75MB
本研究では、昨年度までに構築した連続体モデルによるニアフィールド多孔質岩盤中の水理/核種移行評価手法を用いて、地下水流動を特徴付けるパラメータを変化させた場合の解析を行うと共に、手法の拡張性を考慮した信頼性評価を行った。具体的には下記の項目を行った。・三次元飽和・不飽和浸透流解析から一次元核種移行解析までの一連の解析手法を用いて、第二次取りまとめに即したパラメータ設定による解析、および入力フラックスの変化に伴う影響評価を行った。・一次元核種移行解析コード「MATRICS」における、逆ラプラス変換手法の違いによる適用性把握を行った。・多要素版MATRICS(以下m-MATRICSとする)を用いて核種移行解析を行い、従来のMATRICSによる解析結果と比較し、不均質場における核種移行計算へのm-MATRICSの適用性の検討を行った。・三次元飽和・不飽和浸透流解析から一次元核種移行解析までの一連の解析手順を統合化した環境の整備を行った。
澤田 淳; 井尻 裕二; 坂本 和彦*; 亘 真吾
JNC TN8400 99-093, 58 Pages, 1999/11
本報告書は、地層処分研究開発の第2次とりまとめ(わが国における高レベル放射性廃棄物の地層処分の技術的信頼性)の天然バリア中核種移行評価に資することを目的に、亀裂特性の不均質性を考慮した核種移行評価手法について検討した結果をとりまとめたものである。解析評価においては、100メートルスケールの亀裂性岩盤を対象に、3次元亀裂ネットワークモデルならびに1次元モデルの重ね合わせ手法を用いた。亀裂ネットワークモデルを用いた核種移行解析の結果、核種移行率はリアライゼーション毎に異なるものの、数10個のリアライゼーションを用いることでその統計的な傾向を捕らえることが可能で、かつその信頼区間を評価することができることがわかった。また、設定した基本ケースのデータ設定の範囲においては、亀裂構造に関わるパラメータ(亀裂密度、半径等)が100mスケールの核種移行遅延効果に与える影響は小さいことがわかった。核種移行遅延効果に対して影響が大きい透水量係数の不均質性に着目した1次元モデルの重ね合わせ手法を用いて解析した結果が亀裂ネットワークモデルを用いた解析結果にほぼ近似できることがわかった。ただし、本手法の適用においては、移行経路特性の核種移行遅延効果に対する影響を把握した上で適用することが肝要と考えられる。さらに、3次元亀裂ネットワークの結果が1次元モデルの重ね合わせにより近似できることから、亀裂ネットワーク構造内における処分坑道から下流側断層に至る大きな亀裂が核種移行評価上重要な役割を果たすことが示された。
河辺 文雄*
PNC TJ7308 98-004, 53 Pages, 1998/03
本業務は、月吉断層とその周辺の水理学特性を把握するために、東濃鉱山NATM連絡坑道の水平試錐孔(TFA-1号孔)で低圧ルジオン水理試験を行い、月吉断層とその周辺岩盤の透水性の不均質性を定量的に把握することを目的としている。本業務では、低透水域を自然水頭に近い範囲での測定が可能な低圧ルジオン水理試験装置を用い、試錐孔内の5区間で間隙水圧測定、低圧ルジオン水理試験装置による透水試験を実施した。その結果、試験区間内での間隙水圧は0kgf/c㎡で、透水係数は1
10-5
510-7cm/secの結果を得た。断層周辺では、断層破砕により比較的大きい値を示し、その影響範囲から離れるに従い、透水係数は小さくなる傾向を示した。
尾上 博則; 三枝 博光; 岩崎 理代; 石橋 正祐紀; 竹内 竜史; 濱 克宏
no journal, ,
本研究では、割れ目の分布特性の違いが地下水流動特性に与える影響を把握することを目的として、瑞浪超深地層研究所で取得された岩盤の割れ目データを用いて異なる割れ目の分布特性を有する2つの岩盤領域における割れ目の分布特性の統計量の比較を行った。また、異なる統計量に基づきDFNモデルを構築するとともに、それを用いた地下水流動解析および粒子追跡線解析結果の比較を行った。本稿では、研究の全体概要について述べる。
尾上 博則; 山本 真哉*; 増本 清*; 小橋 昭夫; 三枝 博光
no journal, ,
本研究では、地下水流動評価における逆解析手法の適用方法の検討に資することを目的として、複数の解析手法を用いた数値実験を実施した。さらに、得られた結果に基づき、解析手法の違いが解析結果に及ぼす影響の分析、およびそれぞれの手法の適用性を整理した。比較検討には、変分法による随伴方程式を用いたデータ同化手法であるアジョイント法、および逐次データ同化技術の一種であるアンサンブルカルマンフィルタによる逆解析手法を適用した。
山本 真哉*; 本多 眞*; 櫻井 英行*; 尾上 博則; 増本 清*
no journal, ,
断層などの不連続構造によって生じる透水特性の空間的な不均質性は、周辺の地下水流動場に大きな影響を与えるため、その把握が重要となるが、原位置調査だけでこれを評価するのは容易ではない。しかし、透水特性に顕著な不均質性が存在した場合、原位置調査で取得された地下水観測データにもその影響が反映されると考えられるため、観測データと地下水流動モデルを用いて逆解析を行うことにより不均質性を評価できる可能性がある。透水係数の3次元分布を求めるためには多数の未知パラメータの同定が必要であり、さらに、地下水流動モデルは非線形であることから、これを一般的な逆解析手法で解くことは困難である。そこで、本研究では多次元かつ非線形の逆問題にも適用可能なアンサンブルカルマンフィルタによる逆解析を実施し、透水特性の空間的な不均質性の評価手法としての適用性を確認した。本手法の適用性確認にあたっては、揚水試験を模擬した数値実験を実施し、アンサンブルカルマンフィルタの性能や特性について考察した。
太田 良介*; 三津山 和朗*; 舘 幸男; 四辻 健治*; 佐藤 智文*; 佐藤 久夫*; Martin, A.*
no journal, ,
グリムゼル花崗閃緑岩を対象に、鉱物や間隙分布の不均質性を表現可能な核種移行モデルを開発し、不均質性が核種移行に及ぼす影響を評価するとともに、実測データとの比較からモデルの妥当性を確認した。
尾上 博則; 村上 裕晃; 尾崎 裕介; 渡辺 勇輔; 竹内 竜史; 岩月 輝希
no journal, ,
地層処分事業における処分施設の建設・操業時には、地下水の水圧や水質といった地下水環境の変化が引き起こされる。それら地下水環境の変化は、地下施設閉鎖後の地質環境予測の基盤となる岩盤の不均質性を評価する上で重要な情報となりうる。本発表では、瑞浪超深地層研究所における深度500mでの坑道掘削や坑道を地下水で満たす原位置試験などの人為的なイベントに伴う地下水の水圧・水質の変化データを用いた坑道周辺岩盤内の水理学的な連続性や割れ目の連結性についての検討結果について報告する。
木本 和志*; 岡野 蒼*; 斎藤 隆泰*; 佐藤 忠信*; 松井 裕哉
no journal, ,
本研究では、花崗岩試料を用いた超音波計測を行い、実測データから波数ベクトルが従う確率分布を推定した。花崗岩は数mm数cm程度の結晶粒から成る多結晶質体で、超音波はき裂や粒界で散乱を起こす。ここでは、圧電超音波探触子で花崗岩試料に表面波を励起し、その伝播挙動をレーザー振動計で可視化するとともに、波動場の位相と波数の構造を調べた。その結果、媒体の不均質性により波面が屈曲すること、波数ベクトルの確率密度分布は周波数に依存することなどが明らかとなった。
高橋 裕太
no journal, ,
地層処分環境では、天然バリアを構成する岩種やその厚さ等に空間的な不均質性があり、バリア性能としての核種移行抑制機能(収着分配係数(Kd),移行距離,地下水水質等)にも不均質性が想定される(以下、不均質性)。本研究では、核種移行抑制機能のうち重要なKdに着目し、岩種とその分布に応じたKdの空間的な不均質性の影響に着目し、核種の移行経路沿いでのKdの異なる複数の領域の存在(岩種の違い)とそれら領域の大きさの違い(移行距離の違い)をパラメータとした簡易的な1次元モデルで表現し、既往の核種移行汎用解析ツールGoldSimに実装,感度解析を行った。その結果、Kdを全領域で保守的な値で一定とした場合と比べ、不均質性を考慮することにより最大移行率が50%以上低減された。これにより、Kdの空間的な不均質性を核種移行解析に取り込む効果が大きいことが示唆された。
尾上 博則*; 三枝 博光*; 田中 達也*; 石田 圭輔*; 藤崎 淳*; 澤田 淳
no journal, ,
亀裂性岩盤における透水性の空間的な不均質性を表現する地下水流動・物質移行モデルの構築及び妥当性を確認するための手順を、エスポ岩盤研究所で取得されたデータを用いたモデル化・解析を通じて整理した。
羽根 幸司*; 尾上 博則*; 石橋 正祐紀*; 田部井 和人*; 並川 正*; 田川 陽一*; 三枝 博光*; 石田 圭輔*; 藤崎 淳*; 澤田 淳
no journal, ,
割れ目ネットワークモデルの水理学的パラメータを推定する際の低透水性割れ目のモデル化の有無が、モデル化対象割れ目の平均的な透水性の設定値に数桁の違いを及ぼす不確実性因子であることを、瑞浪超深地層研究所で取得されたデータを用いたモデル化・解析を通じて確認した。
村山 翔太*; 武田 匡樹; 大野 宏和; 舘 幸男
no journal, ,
複数の割れ目を含む断層帯を対象とした物質移行を評価する上では、実際の断層帯の場の特性を踏まえた適切な物質移行モデルを構築することが必要であり、そのためには原位置トレーサー試験によってトレーサーの移行経路や移行特性に関する情報を取得することが重要である。本発表では幌延URLの350m調査坑道における断層帯を対象としたトレーサー試験によって破過データを取得するとともに、トレーサー試験後に採取したコア試料の観察および割れ目表面のトレーサー濃度分析に基づき、割れ目の空間分布とトレーサーの移行経路の推定を試みた。さらに、それらの情報を基づく、解析モデルを構築し、試験結果の解釈を通じて、モデルの有効性を確認した。
尾上 博則*; 石橋 正祐紀*; 江崎 太一*; 田川 陽一*; 田部井 和人*; 並川 正*; 羽根 幸司*; 三枝 博光*; 石田 圭輔*; 澤田 淳
no journal, ,
地下水の主要な水みちとなり得る割れ目の位置や透水性、その連続性が、亀裂性岩盤を対象とした水理地質構造モデルの妥当性を確認する上での重要な不確実性因子であることを、瑞浪超深地層研究所で取得されたデータを用いたモデル化・解析を通じて確認した。
