緩衝材長期力学挙動の信頼性向上

Improvement in Reliability of the Long-Term Mechanical Behavior of Buffer Material

高治 一彦*; 重野 喜政*; 下河内 隆文*; 平井 卓*; 白武 寿和*

Takaji, Kazuhiko*; Shigeno, Yoshimasa*; Shimogochi, Takafumi*; Hirai, Takashi*; Shiratake, Toshikazu*

高レベル放射性廃棄物の地層処分の研究開発において、人工バリアに要求される各機能を確保するには、人工バリアが長期間力学的に安定であることが不可欠であるため、外力に対する緩衝材の力学的変形挙動を精度良く評価することが必要である。 本研究では、選択された2つの構成式(関口-太田モデル、足立-岡モデル)のために設定したパラメータの保守性を長期圧密試験の信頼性を含めて確認するとともに、安全評価上の懸念事項を定量的に評価した。また、外挿評価となる沈下予測に対して、検証の意味で極限値を把握することも重要と考えられることから、ベントナイト鉱床におけるナチュラルアナログ評価によるベントナイトの密度経年変化に基づく沈下量極限値評価もあわせて実施した。次に、海水系地下水環境においても降水系と同様な評価モデルにおいて緩衝材の長期挙動予測が可能かどうかを確認した。さらに、海水系地下水環境において実施予定の幌延深地層研究施設における具体的な原位置試験計画の立案に反映するため、底で実施する予定のオーバーパック腐食膨張影響に関して、幌延岩盤と緩衝材の連成評価を実施し、試験規模などを概略把握した。

On the R&D of the high-level radioactive waste repository, it is essential that Engineered Barrier System (EBS) is stable mechanically over along period of time for maintaining each ability required to EBS. After closing the repository, the various external forces will be affected to buffer intricately for along period of time. So, to make clear the mechanical deformation behavior of buffer against the external force is important, because of carrying out safety assessment of EBS accurately. In this report, several sets of parameters are chosen for the previously selected two constitutive models, Sekiguchi-Ohta model and Adachi-Oka model, and the element tests and mock-up tests are simulated using these parameters. Through the simulation, applicability of the constitutive models and parameters is examined. Moreover, simulation analyses of EBS using these parameters were carried out, and mechanical behavior is evaluated over a long period of time. Analysis estimated the amount of settlement of the over pack, the stress state of buffer material, the reaction force to a base rock, etc., and the result that EBS is mechanically stable over a long period of time was obtained. Next, in order to prove analyses results a side, literature survey was conducted about geological age, the dynamics history of a Smectite layer. The outline plan was drawn up about the natural analogue verification method and preliminary examination was performed about the applicability of