釜石鉱山における粘土充填・熱負荷試験に関するデータ評価および解析研究(概要集)

The Analitical evaluation of coupled thermal-hydro-mechanical experiment

雨宮 清*; TRAN DUC PHI*; 山下 亮*

Amemiya, Kiyoshi*; TRAN DUC PHI*; Yamashita, Ryo*

放射性廃棄物の地層処分においては緩衝材とその周辺岩盤に、廃棄体から発生する熱による力学・透水特性の変化、地下水の浸入による伝熱・力学特性の変化、緩衝材の膨潤、岩盤の変形による伝熱・透水特性の変化等が相互に複合して生じる。このため、人工バリア及びその周辺岩盤の伝熱特性、力学的挙動、水理特性等を評価するためには、これらの熱-水-応力連成現象を解析するモデル、コードの開発・確証が必要である。特に、亀裂性結晶質岩における深地層を理解するために、白亜紀初期の花崗岩を母岩とする釜石鉱山における原位置試験が計画され、熱-水-応力連成概念モデルを確立し、数学モデルとコンピューターコードを確証するために釜石原位置試験の1つとして、原位置熱-水-応力連成試験が計画された。連成試験では、ヒーター発熱に伴う試験とヒーター電源を遮断後のデータ取得を実施した。昨年度は、試験ピット内に緩衝材を原位置締固め方式で施工し、その後、連成試験が実施された。本研究では、ここで取得されたデータを整理するとともに、その解析評価を行った。また、試験ピットの掘削変形に関して不連続変形法を適用し解析評価を試み、これらの成果を熱-水-応力連成解析モデルの開発・確証に関する国際共同研究のワークショップに反映させた。また、原位置施工した緩衝材の打ち継ぎ目を対象に一面せん断試験を実施し、その強度特性に関して整理した。

In the case of geological disposal of high level radioactive wastes, a coupled Phenomenon involving thermal (T), hydrological(H), and mechanical (M) processes occurs in the buffer materials and surrounding rocks. This coupled phenomenon implies hydromechanical (HM) processes by heat dispersion, thermomechanical (TM)processes by ground water seepage, and thermohydrological (TH) processes by swelling of buffer materials and deformation of surrounding rocks. In order to understand the deep geological condition in fractured crystalline rock, JNC initiated the in-situ experiments in the Kamaishi Mine, where early Cretaceous granodiorite hosts the experiments. The coupled thermo-hydro-mechanical (T-H-M) experiment in situ has been planned as a task of Kamaishi in-situ experiments in order to establish the coupled T-H-M conceptual models and to build up confidence to the mathematical models and computer codes. The T-H-M experiment has the following two test phases. The first is heating phase, and the second is cooling phase. Throughout the experiment, data concerning T-H-M phenomena was obtained. In this research the data is examined and analysis or T-H-M phenomena is performed. And the mechanical behavior of test pit is analyzed by using discontinuity deformation method. These results have been presented at the international co-operative research program. The shearing properties of buffer material are either examined.