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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。
福井 勝則*; 羽柴 公博*; 佐藤 稔紀; 桑原 和道; 高山 裕介
JAEA-Research 2015-015, 61 Pages, 2015/11
JAEA-Research-2015-015.pdf:5.52MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、処分坑道の力学的安定性は、建設・操業時はもとより閉鎖後も千年程度にわたって要求される。一方、処分坑道をとりまく岩石や岩盤は、クリープや応力緩和などの力学的な時間依存性挙動を示すことが知られており、その挙動を把握することは処分坑道の安定性評価における課題となっている。この課題を受け、調査研究開発を進めてきた。試験は中断することなく、試験期間は17年を越えた。また、湿潤状態かつ常温から100
C程度での、岩石の変形・破壊特性および時間依存性を調べるための試験方法について検討した。さらに、室内試験結果と地圧測定結果を用いて、三軸応力下での岩石の長期強度について検討した。
本島 貴之*; 矢吹 義生*; 南出 賢司*; 名合 牧人*; 青柳 和平
トンネル工学報告集(CD-ROM), 24, p.I_10_1 - I_10_5, 2014/12
幌延深地層研究計画の一環として堆積軟岩中に周回状の大深度地下施設を建設するにあたり、事前に初期地圧の調査を行って、掘削方向と主応力の方向の関係に応じて支保パターンを変更する経済設計を試みている。さらに筆者らは、施工時において内空変位の計測を行って掘削方向と内空変位計測結果の関係を整理し、事前に調査を行った初期地圧測定結果が妥当であったかを念頭に、計測結果と予測解析結果との比較をおこなった。その結果、両者の間は正の相関が認められ、値の大小についても変形係数の設定値と実測値との差から想定される範囲に収まっていることが確認された。これらのことから、地上からの調査で実施した初期地圧の測定結果はほぼ妥当であるものと確認された。
石島 洋二*
JNC TJ8400 2000-016, 54 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-016.pdf:3.07MB
地下数百mの深部に建設される高放射性廃棄物の処分空洞を軟弱な堆積岩に設けた場合には、空洞周囲に緩み域が発達することは避けられない。この場合、空洞の安定性だけでなく、緩み域の存在がもたらすシール性能の低下も問題になる。緩みの評価を正確に行うには、深部空洞の周囲に生じる応力・ひずみ状態を正確に予測する手法を確立しなければならない。本研究は、この予測手法の確立を目指したものである。このために、空洞を持った実岩石から成る模型岩盤に対し、地下に建設した空洞が置かれる3軸地圧応力を載荷したときに現れる変形・破壊を観察し、一方で、これを予測する数値解析手法の開発を試みた。このために、次の3つの項目について研究を実施した。(1)岩盤材料の構成式の精密化(2)空洞を持った岩盤模型を3軸載荷する方法の確立とそれによる模型試験の実施(3)空洞周辺の破壊を含む変形予測する解析手法の開発(1)については、溶結凝灰岩を用いた封圧下の引張試験が中心とした室内試験を実施し、以下の成果が得られた。a)一軸引張試験、封圧下の一軸引張試験とも、引張破面が供試体中央部に形成されるような試験技術を開発した。b)引張強度
tは封圧pcとともに小さくなり、両者の間には、t=0.306pc-1.61の式があてはまる。(2)については3軸岩盤模型試験を実施し、以下の結果が得られた。a)最小主応力が小さいと、円孔上下部に引張き裂が生じる。しかし、最小主応力が1.0MPa以上になると引張き裂は発生しなくなる。みかけの軸応力が増すにつれて、円孔の左右側壁に楔状の破壊域が現れる。さらに応力が増すと、この破壊域の先端から1
2本の破面が発達し、模型ブロックを貫通することによりブロックが破断する。b)みかけの軸応力-みかけの軸ひずみ線図は、最小主応力よる次のような影響を受ける。1.最小主応力が大きくなるにつれて、最大主応力の最大値(強度)が増す。2.最小主応力が大きくなるにつれて、みかけの軸応力が最大値に達した後の応力低下量が小さくなり、また、線図の傾きが緩くなる。これらは、いわゆる封圧効果を表している。3.最小主応力が僅かでも作用すると、みかけの軸応力の最大値のばらつきが小さくなる。(3)については弾塑性解析コードを開発し、以下の結果が得られた。a)破壊の発生場所と破壊のタイプは模型実験結果と一致し、最小主応力が小さいと
千々松 正和*; 松本 一浩*; 菅野 毅; 石黒 勝彦; 杉田 裕; 茂呂 吉司*; 石川 博久
PNC TN8410 97-025, 57 Pages, 1997/01
地層処分の性能評価において、ニアフィールドの熱、水理、応力等の条件を明確にする観点から、人工バリア及び周辺岩盤における熱-水-応力の連成現象を定量的に評価することが重要である。熱-水-応力連成試験設備(COUPLE)では、試験対象を周辺岩盤を含むニアフィールドまで拡張し、地下深部の処分環境下における地圧の作用、地下水の浸入による緩衝材の膨潤圧力の発生、廃棄体の発熱による熱応力等が周辺岩盤のゆるみ域や亀裂中の水理特性に及ぼす影響を評価することを主目的とし試験を実施した。試験の第一段階として、対象試験岩体への模擬処分孔掘削前後の載荷試験を実施した。試験の第二段階として、模擬処分孔内にヒーター、緩衝材(ベントナイトブロック)を設置し、浸潤、加熱試験を実施した。そして試験終了後、緩衝材のサンプリングを行ない、乾燥密度、含水比の測定を行なった。その結果、次のようなことが分かった。・AE測定と弾性波測定を総合的に評価することにより、載荷により発生する破壊の位置を定性的に予測できる。・サイクロメータを用いることにより、水がベントナイトの外側から順次内部へ浸入していく様子が観察できた。・ベントナイトに水が浸潤することにより膨潤圧が発生する。しかし、ベントナイトが飽和した時点で、膨潤圧の新たな発生はなくなる。・ヒーターによる加熱により、粘土内に熱応力が発生した。・ベントナイトブロックを用いる場合でも、ベントナイトが飽和した後は膨潤によりブロック継目は閉鎖し、高透水性部になることはない。
下岡 謙司; 宇都宮 透*; 川澄 脩*; 海蔵寺 忍*; 村岡 進; 田代 晋吾; 荒木 邦夫
JAERI-M 83-040, 55 Pages, 1983/03
高レベル放射性廃棄物処分場の建設及び廃棄物の埋設が周辺岩盤に及ぼす応力及び処分後の熱の影響を解析した。このため、掘削地圧及び熱応力についてモデル解析を行い、地層処分に関連する問題点を摘出した。この結果、処分場の温度分布に及ぼす坑道換気の影響は大きい事、即ち処分場閉鎖時期の選定は熱の観点から重要である事がわかった。一方力学的な影響に関しては、高レベル放射性廃棄物を岩盤中に埋設するとその崩壊熱により周辺の塑性域が拡大する事がわかった。但し塑性域の拡大に対する崩壊熱の影響は、掘削地圧の影響と比較すると小さく、この掘削地圧は岩盤にかかっている初期応力の状態に大きく左右される事がわかった。
佐藤 稔紀; 木口 努*; 板本 昌治*; 小村 健太朗*
no journal, ,
地盤工学会「水圧破砕法による初期地圧測定法の基準化委員会」では基準案を策定した。本報では、基準案のうち、測定方法とその理論、主応力値の算出について解説する。
