珪質岩盤中の坑道掘削に伴う水-応力連成挙動に関する数値解析的検討

Consideration on poroelastic behavior of siliceous rock mass around an opening by stress-seepage coupled analysis

真田 祐幸; 松井 裕哉 ; 山本 卓也*; 青木 智幸*; 小川 豊和*; 城 まゆみ*; 藤井 義明*

Sanada, Hiroyuki; Matsui, Hiroya; Yamamoto, Takuya*; Aoki, Tomoyuki*; Ogawa, Toyokazu*; Jo, Mayumi*; Fujii, Yoshiaki*

現在、日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発の一環として、北海道幌延町で幌延深地層研究計画と称する地下研究施設(掘削深度500m)の建設を伴う研究プロジェクトを進めている。この地下研究施設周辺に分布する岩石は、多孔質でかつ低透水性であるという特徴を有する。このため、岩盤中に坑道を掘削すると、坑道周辺岩盤中に大きな過剰間隙水圧が生じ、坑道周辺の岩盤が不安定になる可能性がある。本研究では、このような水-応力の連成挙動が周辺岩盤及び支保に与える影響を数値解析により検討した。その結果、等方圧でない場合は、坑道奥部に過剰間隙水圧が発生し、かつその消散がゆっくり進むことにより長期に渡る特徴的な坑道の変形が生じる可能性が示唆された。一方、支保工の耐力は発生支保応力に対し、十分な裕度があることがわかった。

Japan Atomic Energy Agency has been conducting the Horonobe Underground Reseach Laboratory Project as a part of geological isolation research and development at Horonobe-town in Hokkaido, Japan. The rocks around URL have high porosity and low permeability. Therefore, the excess pore pressure caused by URL excavation is possible to affect to the stability of surrounding rock. In this point of view, the authors carried out a stress-seepage coupled analysis to understand the process of the pore pressure change due to excavation and the influence to the stability of surrounding rock and support system. As a result, the large excess pore pressure causes a part in surrounding rock on excavation in an anisotropic initial stress condition and it dissipates with time. The pore pressure change causes the complex deformation in the surrounding rock as well. However, the phenomena are not significant influence to the stability of the surrounding rock and support system.