幌延地下水を用いた緩衝材・埋め戻し材の基本特性試験

Basic Characteristic Test of Buffer / Backfill Material under Horonobe Groundwater Condition

菊池 広人*; 棚井 憲治 

Kikuchi, Hirohito*; Tanai, Kenji

「核燃料サイクル開発機構(以下,サイクル機構)では,「第2次取りまとめ」までに地層処分場における人工バリア,地下施設の設計および性能評価に資するため,圧縮ベントナイトの基本特性について降水系地下水(蒸留水で模擬)を想定したデータの拡充を行ってきた。本報告書においては,これまでに得られた成果を踏まえ,実際の地質環境条件下における緩衝材および埋め戻し材の基本特性を把握するため,幌延深地層研究計画の一環として,幌延地下研建設サイト近傍のボーリング孔HDB-6,GL-300m以下の地下水を用いて,緩衝材仕様および埋め戻し材仕様における膨潤特性(膨潤力測定試験・隙間体積膨潤試験・膨潤応力測定試験),透水特性(透水試験),熱特性(熱物性測定試験),力学特性(一軸圧縮試験・一次元圧密試験・三軸圧縮試験)試験を実施し,データを拡充するとともに,関係式の一般化を図ったので報告する。試験の結果を以下に示す。1)緩衝材仕様および埋め戻し材仕様における膨潤特性,透水特性,力学特性に関しては,海水系地下水条件下(幌延地下水,人工海水,NaCl溶液)の場合,降水系地下水条件下に比して,求められる機能が低下することが示された。また,塩濃度をイオン強度にて整理し,比較した結果,各特性ともに,ある一定濃度以降,求められる機能は変らなくなる傾向を示した。さらに,有効粘土密度を用いて膨潤特性,透水特性,力学特性に関する関係式の一般化を図った。・膨潤特性として,有効粘土密度と膨潤応力の関係式を一般化した。・透水特性として,有効粘土密度と固有透過度の関係式を一般化した。・力学特性として,有効粘土密度と一軸圧縮強度の関係式を一般化した。2)緩衝材仕様における熱特性に関しては,海水系地下水の場合においても降水系地下水条件下と同等の値が得られ,塩濃度の影響を考慮する必要がないことが示された。また,熱伝導率,比熱ともに,これまでに得られた含水比を用いた関係式にて評価できることが示された。

By the second progress report (H12) on research and development for the geological disposal of HLW in Japan, Japan Nuclear Cycle Development Institute (JNC) extended the database on basic properties of compacted bentonite, and this was mainly obtained by using distilled water as test fluid. This report presents influence of Buffer and Backfill material on the Basic properties under Horonobe groundwater, which was simulated by use of synthetic seawater. In the Horonobe groundwater targeted in this report, the groundwater of GL-300m or less was used bore hole HDB-6 of the underground laboratory of Horonobe construction site neighborhood. In addition, it examined it by using distilled water, synthetic seawater, and NaCl solution. Experimental results are as follows ; 1)Swelling characteristics, Hydraulic characteristics, and Mechanical characteristics of the buffer material and backfill material specification decrease by the influence of saline water. The relationship between effective clay density and swelling stress is obtained by the following equation. The relationship between effective clay density and intrinsic permeability is obtained by the following equation. The relationship between effective clay density and unconfined compressive strength is obtained by the following equation. 2)Saline water doesn't influence the heat characteristic of the buffer material specification. The thermal conductivity and specific heat are appreciable by the relational expression that uses include water content that has been obtained so far.