岩盤空洞の安定性に関する評価方法の検討 平成10年度共同研究報告書

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前田 信行; 瀬戸 政宏*

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大規模地下空洞や大深度地下構造物の建設の際の岩盤における坑道の掘削は、岩盤本来の力学的・水理学的な物性に影響を与えるとともに坑道周辺の力学的・水理学的な環境に変化を促し、坑道の力学的な安定性や地下水流動などへ影響を与える。資源環境技術総合研究所とサイクル機構は、岩盤の力学的安定性に関する調査方法や評価方法をテーマとして、平成元年度より共同研究を実施している。フェーズ1では、AEの原位置計測や比抵抗トモグラフィの室内試験、フェーズ2では、弾性波・比抵抗トモグラフィの評価手法に関する研究、フェーズ3として、応力腐食割れや破壊過程のAE計測を実施した。本年度からフェーズ4として、岩盤空洞の安定性に関する評価方法の検討というテーマで研究を開始した。本年度は、AE法、DRA法および応力解放法を用いて坑道周辺の二次応力測定を実施するとともに、測定地点の岩石の鉱物モード分析を実施した。それらの結果の概要について、下記に述べる。1)AE法およびDRA法による二次応力測定鉛直方向の二次応力値は、坑道からの深度が22.5mで極大となり、その値は45MPaであった。今回の試験において得られた応力値は、コア採取後140日に実施した結果との差は認められなかった。2)応力解放法による二次応力測定応力解放法により得られた二次応力は、3地点とも類似した応力状態であった。最大主応力値は約3.5MPaで、その方向は概ねN60 W70 Nであり、中間主応力値は約2.5MPaで、その方向はN70 W20 Sであり、最小主応力値は2.3MPaで、その方向はN10 E0 Nであった。また、それらの鉛直成分はいずれも約3.5MPaであり、AE法とDRA法により得られた結果と良く一致している。3)鉱物モード分析構成鉱物は石英、長石類、黒雲母、不透明鉱物であり、微細な細粒で全体的に微細な粘土鉱物が生じている。鉱物粒子は比較的新鮮であり、粒子は亜角礫状を呈している。

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