3次元応力場の同定手法に関する研究(その2)

Stydy on Improved Procedure for Determination of Three Dimensional Distributions of the Initial Rock Stresses (Second Report)

水田 義明*; 金子 勝比古*; 松木 浩二*; 菅原 勝彦*; 須藤 茂韶*

Mizuta, Yoshiaki*; Kaneko, Katsuhiko*; Matsuki, Koji*; Sugawara, Katsuhiko*; Sudo, Shigeaki*

平成13年(2001年)12月19日に発足した本委託研究の目的は、ある領域内の数箇所の試錐孔で得られた初期応力測定結果およびその領域の3次元地質構造に基づいて、3次元領域内の初期応力分布を評価し得る解析手法の確立を目的としており、平成13年度は平成14年度(2002年)1月と2月にそれぞれ1回づつ研究委員会を開催して、研究対象領域および研究の進め方に関する方針など全体研究計画の検討を行った(水田、2002)。平成14年度は、平成14年(2002年)9月と12月および平成15年(2003年)1月にそれぞれ1回づつ研究委員会を開催し、第1回委員会においては、核燃料サイクル開発機構から提供される既存データの収集・整理に関する相互理解と各委員のモデルにそれらを取り込むためのすり合わせが行われた。第2回委員会においては、各委員による研究成果の中間報告が行われ、第3回委員会において今年度の研究成果の概要について報告がなされた。3次元応力場の同定手法を構築するための数値解析の方法としては有限要素数だけではなく、有限差分法・境界要素法も用いることにしている。そこで、具体的には、まず、東濃鉱山・正馬様用地およびその周辺を対象領域として、各数値解析法に対するそれぞれのモデルが作成された。それらが核燃料サイクル開発機構に提供され、各モデルにおける各要素の中心座標がどの位置にあるかのデータが各委員に提供された。また、月吉断層の位置・幾何学形状については別途その座標データが各委員に提供された。つぎに、与えられた地質データを取り込んだ各モデルが構築された。また、不均質モデルにおける逆解析の問題点についての検討がなされた。境界要素法における影響係数の算出を数値積分ではなく解析積分により行えば、高精度の解が高速度に得られる。ところが、不均質モデルに対するそのような3次元境界要素法解析コードは存在しないので、新たにそれを開発した、そして、大領域を対象とした有限要素法による3次元応力場同定、小領域を対象とした有限要素法による3次元応力場同定および中領域を対象とした有限差分法による3次元応力場同定のための手法の例が示された。新しく開発された境界要素法解析コードを適用しての3次元応力場同定は今後の課題とし、今年度はモデル作成(地層境界が水平で月吉断層を含むモデル)だけが行われた。

In the fiscal year of 2002, our committee achieved the following work items during the contract period, from August 28th, 2002 to February 7th, 2003. Confirm mutual understanding with respect to the geological / geometrical data provided from Tono Geoscience Center and exchange procedure for taking those into each numerical models. The numerical models by Finite Element Method and Finite Difference Method were built taking strata data into account. A problem accompanying to back analysis for inhomogeneous modeling was brought up. A new 3D Boundary Element Method Code in which integrations to calculate the influence coefficients are carried out analytically and thus, the solutions with high accuracy can be given faster. Three examples of determination procedures, wide region model by FEM, small region model by FEM and intermediate region model by FDM were introduced. This is the report as the results of the studies mentioned above.