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

The Analitical evaluation of coupled thermal-hydro-mechanical experiment at Kamaishi Mine

雨宮 清*; TRAN DUC PHI OAN*; 山下 亮*

Amemiya, Kiyoshi*; TRAN DUC PHI OAN*; 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・透水特性の変化が相互に複合して生じる。人工バリアおよびその周辺岩盤における、これらの伝熱、力学、および水理的挙動を評価するためには、熱-水-応力連成モデルの開発と確証が必要である。一方、白亜紀初期の結晶質岩を母岩とする釜石鉱山では、深地下でのき裂性岩盤の特性を理解するために原位置試験が計画された。ここでの試験のひとつとして、ニアフィールドでの連成現象を観察し、これを解析するモデルとコンピューターコードを確立するための「熱-水-応力連成試験」が行われた。試験では、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、ヒーター加熱に伴う試験ヒーター電源を遮断後のデータ取得を実施した。本研究では、ここで取得されたデータを整理し、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は、不連続変形法を適用した。そしてこれらの成果を熱-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に反映させた。また、原位置施工した緩衝材の打ち継ぎ目の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 hydromechaical (HM) processes by heat dispersion, thermomechanical (IM) 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 eally 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 of 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.