幌延岩石コアの拘束圧下における弾性波速度測定

Measurement of Seismic Wave Velocities on Soft-Sedimentary Rocks from Horonobe Under Confining Pressure

小川 豊和*; 松井 裕哉 

Ogawa, Toyokazu*; Matsui, Hiroya

核燃料サイクル開発機構幌延深地層研究センターでは、堆積岩を対象に高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発を進めている。平成15年度の試錐調査では、地質環境データを取得するため3孔(HDB-6、7、8)掘削した。この技術資料では、HDB-6孔から採取した岩石コアを用いて実施した、拘束圧下における弾性波速度測定結果を報告する。室内試験結果より明らかとなった主な事項は以下の通りである。1.岩石コアの基本的な物性は既存の測定値と整合的である。また湿潤状態の試料を乾燥させると、P波速度は最初減少傾向を示すが、飽和度が減少するにつれて徐々に増加して乾燥状態の速度に近づく。よって、試料は断面積方向に一様に乾燥していると考えられる。2.幌延における堆積岩の弾性波速度特性は、圧力依存性を有することが示唆された。せん断剛性は間隙の飽和条件が(湿潤状態から乾燥状態へ)変化しても変わらない。水平コアを用いた異方性についての試験では、水平方向の速度が鉛直方向より大きくなる傾向が見られた。封圧の加圧・除圧を繰り返した場合、弾性波速度には顕著な影響がないものの、空隙率にはある程度のヒステリシスが見られた。継続的な調査が必要である。3.岩石コアを用いた湿潤状態での速度測定結果を、実用的には原位置での測定結果の検討に使用して差し支えない。

Horonobe Underground Research Center has been conducting researches and developments into geological disposal of high-level radioactive wastes in sedimentary rocks. In the 2003 borehole investigation programmes, 3 boreholes (HDB-6, 7, and 8) were drilled in order to acquire geoscientific information. This technical report presents the results of elastic wave velocity measurements under confining pressure, carried out on the rock cores extracted from BH HDB-6. The main observations which became clear from the laboratory tests are as follows: 1. the basic physical properties of the rock specimens are consistent with the existing measured values. Moreover, when the wet sample is dried, although P wave velocity at first shows a downward tendency, it increases gradually and approaches the dry velocity as the degree of saturation decreases. Therefore, it is felt that the sample is uniformly dried across the cross-sectional area. ; 2. It appears that the elastic wave velocities of the Horonobe sedimentary rocks are dependent upon pressure. However shear rigidity remains unchanged, even if the saturation conditions of pores change (from wet to dry conditions). In the study of anisotropy of velocities, horizontal velocity seems larger than the vertical one. Although there was no remarkable influence on elastic wave velocities when the loading and unloading of confining pressure were repeated, a certain amount of hysteresis could be observed in porosity. Continuous investigation is required. ; 3. Measured wet velocity may practically be used in evaluating in-situ velocity measurement results.