緩衝材のせん断特性1

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並河 努; 菅野 毅; 石川 博久; 石黒 勝彦

not registered; Kanno, Takeshi; Ishikawa, Hirohisa; Ishiguro, Katsuhiko

人工バリアシステムを構成する緩衝材ベントナイトには、オーバーパックの自重や腐食膨張、周辺岩盤のクリープ変形などにより、長期的な外力が作用すると予測されている。緩衝材の力学的変形安定性を評価するためには、これら外力に対する緩衝材の力学的変形挙動を明らかにする必要がある。本報告書は緩衝材ベントナイトの力学特性試験の一環として行われた、飽和した圧縮ベントナイトの圧蜜非排水3軸せん断試験についてまとめたものである。試験では、ベントナイト試料クニゲルV1(100%)を乾燥密度dが1.6g/cm3になるように圧縮成型し飽和させた供試体を用いた。試験は3軸試験装置を用いて行い、飽和供試体を0.8MPaから3.0MPaの圧蜜応力で圧蜜後、非排水条件でせん断試験を行った。せん断方法には、応力制御方式とひずみ制御方式の2通りの方法を用いて試験を行った。試験結果より、各圧蜜応力での軸差応力qと軸ひずみaの関係が得られた。その関係は非線形関係となり、軸ひずみa7%前後で軸差応力qが最大となり供試体が破壊することがわかった。そして、応力制御せん断試験では、一定軸荷重載荷下において軸ひずみが経過時間とともに増加するクリープ現象が認められた。また、圧蜜応力により供試体の状態を正規圧蜜と過圧蜜に分類した場合、両者のせん断挙動は過剰間隙水圧の発生状況等の点で異なるものとなった。正規圧蜜状態と考えられる供試体では、せん断中負のダイレタンシーの影響と考えられる過剰間隙水圧の上昇が認められ、破壊時の応力比q/p′もほぼ一定となった。そして、その応力比q/p′より破壊線(限界状態線)の傾きM=0.58が得られた。それに対し過圧蜜状態と考えられる供試験体には、せん断中過剰間隙水圧の上昇は認められず、破壊時の応力比q/p′は正規圧蜜よりも大きな値となった。また、正規圧蜜、過圧蜜に関係なく、試験後(破壊後)の各供試体には肉眼で確認できる破壊すべり面は認められなかった。

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