深部地下空洞および内部構造物の振動挙動に関する研究(2)-核燃料サイクル開発機構および防災科学技術研究所との共同研究報告、その2-

Study of vibration behavior of deep underground cavity and internal structure (2); Cooperative project of JNC with National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention Science and Technology Agency

谷口 航 ; 高治 一彦; 御子柴 正*; 森 康二*

Taniguchi, Wataru; Takachi, Kazuhiko; not registered; Mori, Koji*

わが国のように地震の多い地質環境条件下における地層処分では、人工バリアシステムの健全性を保つために、人工バリアシステムの耐震性評価が必要である。本研究は、地層処分システムにおける人工バリアシステムの耐震性を、工学規模の振動実験により確認評価するとともに、人工バリアの耐震性評価手法の確立を図るもので、科学技術庁・防災科学技術研究所と核燃料サイクル開発機構(旧、動力炉・核燃料開発事業団)が共同で、平成4年度から実施しているものである。本報告書は、第1報の「深部地下空洞および内部構造物の研究(---動力炉・核燃料開発事業団および防災科学技術研究所との共同研究中間報告---)」に引き続き、中型規模での振動実験、および地震応答解析コード/モデルの開発について、第1報以降(平成6年度以降)に得られた成果をまとめたものである。以下に得られた成果を簡略に示す。(1)振動実験 スイープ加振による試験体の固有振動数の検索により、固有振動数は加振レベルが大きくなるにしたがって小さくなる傾向を示した。実地震波加振では、オーバーパックおよびベントナイトとも各地震波特有な周期に目立った応答はせず、模擬人工バリアは一体となって挙動した。(2)解析コード/モデルの開発 これまでに、緩衝材の応力ひずみ関係の非線形性を考慮した解析コードの開発を行った。このコードを用いた上記実験の検証解析において、実験結果と解析結果はほぼ一致した。

In Japan, where many earthquakes have been occurring, it's very important to evaluate aseismatic mechanical stability of the engineered barrier system (EBS) of high-level radioactive waste (HLW) repository. In this study as a cooperative project of JNC with National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention Science and Technology Agency, that started from 1992, aseismatic mechanical stability of the EBS of HLW repository have been evaluated based on the engineering scale vibration test of the engineered barrier and the analytical methods. In this report, the results of the engineering scale vibration test of the engineered barrier and the development of the analytical computer code for seismic response of the engineered barriers are described, following Study of Vibration Behavior Deep Underground Cavity and Internal Structure (1). From this study, the following conclusions are obtained (1)Engineering scale vibration test of engineered barrier. From the results of sweep wave vibration tests conducted to examine the effect of natural frequency of the EBS, the natural frequency of the EBS tends to decrease as the acceleration increases. From the results of vibration tests with the actual seismic waves characteristics, both of the simulated overpack and the buffer have no significant response against seismic and then simulated engineered barriers behave dynamically as a rigid body. (2)Development of the analytical computer code for seismic response of the engineered barrier. The analytical computer code has been developed considering the non-linear dynamic properties of the buffer material between stress and strain. verification analysis results for the engineering scale vibration test of the engineered barrier mentioned above, using the analytical computer code, agree with vibration test of the engineered barrier.