地層処分場の空洞安定性の検討

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五月女 敦; 藤田 朝雄 ; 原 啓二; 納多 勝

not registered; Fujita, Tomoo; not registered; Noda, Masaru

高レベル廃棄物の地層処分における地下空洞は、比較的長期にわたる建設、操業、閉鎖の作業期間中、安定性が確保されていることが要求される。ここでは、処分深度、岩盤物性をパラメータとして理論解および有限要素法による空洞安定解析により坑道の支保工の程度を概略検討した。処分深度については、地下数100メートル以深を想定していることから、3001,000mの範囲で、空洞の安定解析を行った。岩盤の力学物性については、結晶質岩系岩盤としては日本に広く分布するカコウ岩を、堆積岩系岩盤としては第三紀の堆積岩を代表的な岩種とし、いくつかの実測例を参考にして、結晶質岩系岩盤については2種類の物性を、堆積岩系岩盤については岩盤強度が小さく、支保が重要なことから、3種類の物性を検討用に設定した。空洞安定解析の計算により得られた主な結果は以下の通りである。(1)支保工の程度は、深度(初期応力)、岩盤物性、岩盤壁面の直ひずみや塑性領域をどの程度許容するかに依存する。(2)結晶質岩系岩盤の支保は、無支保または空洞壁面の剥離を抑える目的のロックボルトと吹き付けコンクリート程度と考えられる。(3)堆積岩系岩盤については、結晶質岩系岩盤に比べて岩盤壁面の変位が大きく、吹き付けコンクリートとロックボルトに加えて鋼製支保および内巻コンクリートを用いた複合構造が考えられる。(4)理論解による空洞安定解析結果は、偏圧条件下での詳細な有限要素法による解析結果とほぼ同様な結果が得られている。

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