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クラックテンソル・仮想割れ目モデルによる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析

Excavation disturbance analysis based on Crack Tensor Model and Virtual Fracture Model for predicting the rock mass behavior during excavation of shafts and research galleries at the Mizunami Underground Research Laboratory

瀬野 康弘; 中間 茂雄; 佐藤 稔紀*; 郷家 光男*; 多田 浩幸*; 櫻井 英行*

Seno, Yasuhiro; Nakama, Shigeo; Sato, Toshinori*; Goke, Mitsuo*; Tada, Hiroyuki*; Sakurai, Hideyuki*

本報告書は、第2段階以降の調査・研究計画策定のための基礎情報を得ることを目的とし、研究坑道の深度500m付近の立坑と水平坑道の連接部を対象に、クラックテンソルモデルにより掘削損傷を考慮した3次元応力解析を行い、その応力状態を用いて仮想割れ目モデルによる透水性変化解析を行った結果について報告するものである。解析検討により得られた知見は以下のとおりである。(1)岩盤等級が下がると、立坑及び水平坑道の内空変位,支保工部材の応力は増加した。ただし、最大せん断応力,安全率,平均透水係数の増加領域の分布には変化がほとんど見られなかった。(2)連接部における立坑の内空変位は一般部の1.1倍に増加した。連接部の影響範囲は、水平坑道の代表径の2倍程度であった。また、連接部における水平坑道の内空変位は一般部の1.9$$sim$$2.2倍に増加した。(3)掘削損傷領域の存在を考慮すると、立坑及び水平坑道とも、内空変位や支保工部材の応力は増加し、平均透水係数の最大増加率は大幅に増加した。(4)3次元的な亀裂分布に基づく岩盤挙動をより適切に表現するには2次元モデルより3次元モデルが有効である。

A 3D Crack Tensor Model analysis was carried out to predict the rock mass behavior of the complex (articulated) section at -500 m. Properties were chosen based on the Rock Mechanics Model constructed in the Surface-based Investigation Phase (Phase I). The Virtual Fracture Model was applied to analyze the change the hydraulic conductivity.

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