堆積軟岩の長期挙動に関する調査試験研究

Investigation on time-dependent behavior of sedimentary rock

山本 卓也*; 青木 智幸*; 瀧 治雄*; 城 まゆみ*

Yamamoto, Takuya*; Aoki, Tomoyuki*; Taki, Haruo*; Jo, Mayumi*

地下深部の堆積軟岩中に建設される地下施設の合理的な設計や施工・操業時の安全確保の観点から空洞周辺岩盤の長期的な安定性を検討する必要がある。特に、堆積軟岩の時間依存挙動は未だそのメカニズムに不明な点が多く、重要な検討項目の1つであると考えられる。今年度は、時間依存挙動(ここでは、掘削直後から生じる短期変形とその後の長期変形を指す)が支保や坑道周辺岩盤の安定性に及ぼす影響を検討するための予備解析および室内クリープ試験を実施するとともに、今後の調査試験計画の策定を行なった。「予備解析」では、昨年度のHDB-2孔の泥岩コアを用いた室内試験結果から物性値を決定し、坑道掘削時の時間依存挙動の解析的検討を行なった。また、時間依存挙動を表す指標(クリープ変形指標・時間指標)を提案し、それらの指標で坑道掘削時の時間依存挙動が顕著な条件での感度解析を行い、支保の安定性とそれらの指標との関係を示した。さらに、昨年度の研究結果に基づき、超長期後の坑道周辺岩盤物性を想定したモデル(残留状態の強度特性を持つ弾塑性体)を提案し、その状態で岩盤・埋め戻し材の挙動を解析的に検討した。昨年度の超低速での三軸圧縮試験で見られた過剰間隙水圧の発生・消散について、応力-浸透連成解析を実施し、クリープ現象との違いについて考察した。「室内クリープ試験」では、昨年度HDB-2孔の岩石コアの三軸クリープ試験を実施したが、今年度はHDB-1孔の岩石コアについて1ヶ月程度の一軸長期クリープ試験を実施し、この試験結果より、昨年度と同様に数種のレオロジーモデルのパラメータを決定した。また、一軸クリープ試験結果から求めたパラメータを、三軸試験から求めたパラメータと比較し、昨年度用いたモデルの適用性等に関する知見を得た。「調査・研究計画の策定」では、昨年度提案した計画に、本年度の予備解析で得られた知見を加味し、原位置試験を含むより具体的な調査・試験計画案を策定した。

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