幌延深地層研究センターにおける坑道掘削の情報化施工支援技術の開発

青柳 和平; 名合 牧人*

地盤工学会誌, 65(8), p.12 - 15, 2017/08

本報告では、幌延深地層研究センターの地下施設建設時の情報化施工支援技術の開発、および坑道周辺の岩盤のモニタリング結果について記載した。情報化施工支援技術開発では、事前設計、実施設計を含む予測解析データ・施工データ・地質データ・坑内計測データ等から得られる情報を三次元で一元管理できるシステムを構築し、適宜データを更新しながら適切な支保設計を行うことができた。また、岩盤のモニタリング結果から、坑道掘削直後に、壁面から約1mの範囲で割れ目が発達し、それに伴う透水係数の増大が確認されたが、掘削後はその領域は安定していることや、支保工の健全性が保たれていることがわかった。これらの情報を統合することで、施工中および施工後の岩盤の損傷や透水性といった岩盤の状態も考慮した情報化施工や維持管理が可能になると考えられ、今後、地層処分技術開発では、工学的な観点から本報告で記載した技術が重要な役割を果たしていくことが期待される。

緩衝材の動的力学特性

高治 一彦; 谷口 航

JNC TN8400 99-042, 68 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-042.pdf:2.74MB

緩衝材には、止水性、自己シール性、核種収着性、熱伝導性、化学的緩衝性、オーバーパック支持性、応力緩衝性等が長期にわたり維持されることが期待されている。これらの機能を比較的満足し得る材料として、天然に産する粘土が注目され、中でも圧縮されたベントナイトは、非常に低い透水性による水の動きの抑制、水の浸潤に伴い膨張し圧縮ベントナイト中の間隙や隣接する岩盤中の割れ目への充填、陽イオン核種を収着する陽イオン交換能を有している等の点で優れており、緩衝材として最も有力であると考えられている。サイクル機構では地層処分研究の一環として、人工バリア技術開発および安全評価の基礎データとするために緩衝材の特性に関する研究を進めている。本報告書は、耐震安定性評価に資するための緩衝材としての圧縮ベントナイトの動的力学特性の把握を目的として、動的三軸試験、弾性波速度の測定、液状化試験についての手順、試験条件、結果および考察についてまとめたものである。動的三軸試験により、せん断剛性および減衰比のせん断ひずみ依存性、力学モデルへの適用等、弾性波速度の測定により、動的三軸試験によって得られた最大せん断剛性の妥当性等、液状化試験により、繰返し載荷による動的強度等を把握することができた。

坑道掘削直後の弾性波トモグラフィー調査

石田 章司*; 山内 政也*

PNC TJ7393 96-001, 88 Pages, 1996/03

PNC-TJ7393-96-001.pdf:19.98MB

東濃鉱山北延NATM坑道においては、機械掘削影響試験が実施されている。弾性波トモグラフィー調査も試験の一環であり、坑道掘削による岩盤の掘削影響領域を、弾性波速度分布を指標として把握しようとするものである。調査地では、すでに坑道掘削前に弾性波トモグラフィー調査が行われており、本調査の目的は、その事前調査の結果と比較するための試料を得ることである。そこで、掘削直後の坑道周辺の岩盤を対象として、弾性波トモグラフィー調査を実施し、坑道周辺の弾性波速度分布を求めた。なお、受振点・起振点配置は事前調査と同一とした。測定の結果、おおむね良好な波形記録を得ることができた。さらに、解析の結果、解析領域の全体的な速度分布を求めることができたほか、掘削した坑道の近傍では、一部で、その周囲に比べて速度の小さい領域が検出された。得られた速度値は、おおむね2.02.6KM/SEC 平均値は2.33km/secであった。また、解析結果の走時残差も十分小さな値となり、信頼性の高いものであるといえる。

不飽和領域の原位置計測手法および解析モデルの研究(平成6年度)成果報告書

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PNC TJ1449 95-005, 252 Pages, 1995/03

PNC-TJ1449-95-005.pdf:10.56MB

岩盤内に空洞を掘削した場合、その周辺岩盤には不飽和領域が発生すると考えられる。この不飽和領域を定量的に評価することは安全性能評価上必要であり、これを原位置で計測する技術を確立しなければならない。本研究は、今後数年のうちに岩盤中の不飽和領域をある程度定量的に把握できるための計測手法を開発することを最終目標としている。今年度は(1)不飽和領域のメカニズムに関する基礎研究、(2)不飽和領域の計測手法に関する基礎研究に関して、岩石試料(多胡砂岩)を用いた室内実験を行い、基礎的な知見を得た。

花崗岩における原位置試験(平成3年度)

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PNC TJ1380 92-001, 1040 Pages, 1992/07

PNC-TJ1380-92-001.pdf:33.34MB

釜石原位置試験場では、地層科学研究の一環として、割れ目系岩盤中の地下水流動現象と物質移動に関する試験、研究およびその技術開発を中心に実施している。本年度は、地質性状・岩盤物性調査とベンチレーション試験の実施を主たる内容とした。このため、新たに栗橋花崗閃緑岩体中において地表より深度80lmのKG-1孔を錐進し、岩芯鑑定に基づく割れ目調査および孔内物理検層を実施した。また、KD-90坑道の既存の堰の位置に隔壁を設置し、ベンチレーション試験の適用性を検討した。各試験、研究の成果は次のように要約される。(1).地質性状・岩盤物性調査よりKG-1孔に認められる栗橋花崗閃緑岩は、2つに大別される。一つは11500m付近までの、比較的変質率の高い区間であり、もう一つは、500801mまでの、比較的変質率が低く新鮮な岩盤が多い区間である。これら2つの区間の違いは、比抵抗値、弾性波速度、割れ目本数、R.Q.D.値等の岩盤の物性あるいは性状によっても特徴付けられる。岩芯鑑定の結果からメンバーシップ関数を用いて数値化した変質率は、特に比抵抗値と高い相関を示した。一方、R.Q.D.値は弾性波速度と比較的相関が高い傾向にあった。変質率を用いた岩盤分類とR.Q.D.値を用いた岩盤分類が非常に類似した分布を示し、各種の検層結果との対応も良いことから、メンバーシップ関数を用いた変質程度の数値化は、岩盤評価の指標として有効なものと考えられる。(2).KD-90坑道におけるベンチレーション試験から、試験区間長7.5m、強制通気の条件として温度50度C、相対湿度20%程度であれば、強制通気によって湧水を完全に蒸発量として回収できる適用限界は数十cc/min程度であるものと推定され、当試験は微量あるいは正確な湧水量を評価するのに有効な試験方法であるものと考えられる。また、試験坑道周辺の間隙水圧計測結果および地下水流動解析から、局所的には不飽和領域が発生した可能性も考えられるが、全体的には飽和状態を保っていたものと推定された。ベンチレーション試験で得られた湧水量、間隙水圧分布から、KD-90坑道周辺の平均的等価透水係数として2.4x10/SUP-6/cm/secが得られ、この試験エリアでのREV(最小構造単位)は30m弱であるものと推定された。これらの値は、平成2年度に実施した岩盤透水性試験の結果とほ

立坑堀削影響試験のうち岩盤挙動の調査(II)

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PNC TJ7449 91-002, 580 Pages, 1991/05

PNC-TJ7449-91-002.pdf:20.88MB

岩盤における立坑等の坑道の掘削は岩盤本来の力学的・水理学的特性に影響を与え,また坑道周辺の水理環境の変化を促し,地下水流動へ影響を与える。したがって,立坑掘削による岩盤および周辺地下水への影響を正確に把握し,評価することは非常に重要である。立坑掘削影響試験は,これらの影響を既存の掘削技術,計測技術,評価技術を用いて計測し,評価を行うことを目的としている。このような目的のもとに,昨年度は「立坑掘削影響試験のうち岩盤挙動の調査(II)」として,動力炉・核燃料開発事業団中部事業所,東濃鉱山において,実規模の立坑(内径6m,深さ150m)を新規に建設し,立坑の掘削前から深さ25mまでを対象として,立坑掘削前の周辺地盤の弾性波探査,傾斜計による立坑掘削中の周辺地盤の変位計測および支保工の応力,覆工に加わる背面土圧の計測を実施した。今年度は,さらに立坑の掘削を進め,覆工と周辺岩盤の挙動の測定および力学・水理学的特性の変化の測定を実施した。前者は,覆工の応力・変形測定および周辺岩盤の変位測定から成る。後者は,変形特性・透水係数・弾性波速度の測定,ボアホールテレビによる亀裂観察および室内試験から成る。これらの調査・試験結果は,立坑掘削による影響領(緩み領域)の規模や物性の変化等に着目して評価され,調査・試験結果の一部は,空洞掘削に伴う周辺岩盤の挙動を把握するための解析に供された。

高精度弾性波測定システムを利用した地下水流動変化の原位置計測

松井 裕哉; 石山 宏二*; 吉野 修*; 引間 亮一*; 佐ノ木 哲*; 林 邦彦*; 高橋 昌弘*; 里 優*

no journal, , 

本研究は、地下水流動状況変化の把握に対する高精度弾性波速度測定の適用性を検討するため、西松建設と原子力機構との共同研究として実施したものである。高精度弾性波速度計測は、瑞浪超深地層研究所における再冠水試験場所の近傍で実施し、再冠水試験坑道からの全排水開始時から約3ヶ月間実施した。計測の結果、地下水流動場の変化に伴う弾性波速度の変化が認められ、高精度弾性波測定が地下水流動場の変化の把握に適用できる見通しが得られた。