Coupled thermo-hydro-mechanical experiment at Kamaishi mine technical note 14-99-01; Verification of the buffer material emplacement technique

釜石原位置試験場における粘土充填・熱負荷試験 テクニカルノート 14-99-01; 粘土施工技術の検証

杉田 裕 ; 千々松 正和*; 藤田 朝雄 ; Tranduc, P.*

Sugita, Yutaka; Chijimatsu, Masakazu*; Fujita, Tomoo; Tranduc, P.*

地層処分における技術開発の観点からは、工学規模での試験によるニアフィールド環境である周辺岩盤の挙動が人工バリアに与える影響の把握および周辺岩盤を含むニアフィールド性能の定量的評価と室内および原位置における大型試験による人工バリアの品質性能の確認を行い、地層処分技術の信頼性向上を図ることが重要となっている。そのため、核燃料サイクル開発機構東海事業所の地層処分基盤研究施設等における工学規模の試験と並行して、原位置試験場において、人工バリアの品質性能の確認およびその実岩盤条件下でのニアフィールド連成挙動を評価することが必要となっている。そこで、実条件でのニアフィールド環境を把握するため釜石原位置試験場において粘土充填・熱負荷試験を実施してきた。粘土充填・熱負荷試験において緩衝材の充填方法の一つである現場締固め方式のまきだし・転圧工法を実施し、施工性および品質を実岩盤条件下で確認した。試験は実規模室内試験および原位置試験で構成し、実規模室内試験では材料を均一かつ高密度に充填するための技術開発を行った。実規模室内試験において設定した諸条件に基づいて試料を充填した原位置試験では、粘土充填・熱負荷試験で充填目標値とした乾燥密度(管理値は1.60-1.70g/cm3)でベントナイト単体試料を施工することが可能であった。

It is an important part of the near field performance assessment of nuclear waste disposal to evaluate coupled thermo-hydro-mechanical (T-H-M) phenomena, e.g., thermal effects on groundwater flow through rock matrix and water seepage into the buffer material, the generation of swelling pressure of the buffer material, and thermal stresses potentially affecting porosity and fracture apertures of the rock. An in-situ T-H-M experiment named "Engineered Barrier Experiment" was conducted at the Kamaishi Mine, in which the host rock is granodiorite, in order to establish conceptual models of the coupled T-H-M processes and to build confidence in mathematical models and computer codes. This report summarizes the results of the in-situ direct compaction technique to evaluate the appropriate conditions for this technique. The in-situ direct compaction technique is one of the major candidate emplacement techniques for the buffer material. This experiment consisted of the mock-up tests and the in-situ test. The mock-up tests showed the appropriate conditions for the in-situ direct compaction technique. For the in-situ experiment, the manufactured OT-9607 achieved dry density averaged 1.65 g/cm, which matched the demand for the thermo-hydro-mechanical experiment.