人工バリアシステムの耐震性評価手法の開発2-成果報告書-

Development of the evaluation methodology for earthquake resistance of the engineered barrier system(II)

森 康二*; 根山 敦史*; 白川 俊彦*

Mori, Koji*; Neyama, Atsushi*; Shirakawa, Toshihiko*

本研究は、高レベル放射性廃棄物の地層処分システムに於けるニアフィールドの耐震安定性の評価を目的として、以下の検討を実施したものである。(1)JNC殿で整備中の地質環境モデルならびに表層観測地震波に基づき、処分震度-1000m(硬岩系)、-500m(軟岩系)における地中地震波の堆定を行った。これより、本検討で対象とした地質環境モデルでは、加速度振幅比で60%(硬岩系)ないし20%(軟岩系)の低減効果があることを確認した。(2)本研究で開発中の3次元地震応答解析コードでは、これまでに材料非線形モデル、粘性境界要素ならびにジョイント要素など、ニアフィールドの耐震性評価を行う上で必要となる諸機能を段階的に整備してきた。本年度は、これらの手法・モデルを用いて地質環境モデルを考慮とした感度解析を行い、ニアフィールド耐震性評価を行う上での具体的な解析手法を設定した。また、これらの検討結果に基づき、実処分環境下における処分場ニアフィールドの耐震性評価を行った。処分概念としては、硬岩系処分坑道横置き(-1000m)および軟岩系処分孔竪置き(-500m)の2種類を対象とした。本評価により、地震の発生に伴い緩衝材内に発生するせん断応力は、人工バリアが常時受けている土被り圧に比較して十分小さく、地震による人工バリアの力学的安定性が確保できる見通しを得た。

In this study, the following several tasks have been performed in order to evaluate the stability of earthquake resistance for the engineered barrier system of High Level Waste(HLW) geological isolation system. (1)Based on the wave propagation theory for one-dimensional multi-layer system, we have estimated the underground seismic wave that propagates in the HLW repository site. This analysis was based upon the JNC Virtual Geological Model and we used the E1-Centro earthquake data as the surface observed wave. Through this inversion analysis, we have found that this interest geological model has the about 60%(G.L.-1000m) and 20%(G.L.-500m) decreasing ratio of the acceleration to the surface observed acceleration level. (2)Since 1992 we have developed the three dimensional seismic response analysis code for the engineered barrier system, which based on Finite Element Methodology. This analysis code has various function to take into consideration ae realistic repository system(e.g. material nonlinear models, joint crack element and infinite viscous boundary element). We have made the study of the concrete analysis method designed to the near field seismic response analysis, through the sensitivity analysis using above various function. Based on these studies, we have evaluated the earthquake resistance stability for the near-field repository system. Two types of disposal concept were considered as the reference case associated with the JNC second progress report. Through this study, we have concluded that the shear stress due to earthquake in the buffer material is very small relative to that due to the earth load and the earthquake resistance stability will be maintained.