研削により測定した50cmスケール岩体中の天然亀裂の形状に関する研究

Study of natural fracture topography in 50cm scale granitic rock block measured by a precision grinder

鐵 桂一*; 澤田 淳 

Tetsu, Keiichi*; Sawada, Atsushi

花崗岩など亀裂性岩盤中を対象とした高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、核種移行評価モデルの一つとして亀裂を均質な平行平板でモデル化する方法が一般的に使われている。一次元平行平板モデルでは、亀裂の平均的な特性としての透水量係数や亀裂開口幅が重要なパラメータとなる。しかしながら実際の亀裂は内部にガウジなどの介在物,分岐や亀裂表面の粗さなど複雑な形状を呈しており、このため亀裂開口部は不均質に分布している。このように不均質な特性を有する亀裂を一次元平行平板モデルで表現する際、透水量係数や亀裂開口幅の値をどのように設定するかが課題となっている。上記課題解決に向けた研究の一つとして、釜石鉱山原位置試験場で採取した天然の単一亀裂を有する50cmスケールの花崗岩のブロック試料表面の研削を繰り返し、内部にある亀裂を撮影,観察した。その結果、亀裂に直交する方向に500断面の亀裂断面をデジタル画像データとして取得した。これより亀裂の上下面間の距離,亀裂幅の中心座標を1mm間隔で計測し、約25万か所の座標データからなる亀裂形状データを取得した。

For the safety assessment of HLW geological disposal system, the homogeneous parallel plate model is usually applied as one of the nuclide migration evaluation models. The transmissivity and the fracture aperture as an average characteristic is one of important parameters in the parallel-plate model. However, the natural fractures have complex characteristics such as infilling of gauge, branching and roughness of fracture surface. The methodology how to justify those parameter values is one of the important issues. In this study, 50cm scale of the rock block includes single natural fracture was excavated from Kamaishi in-situ experiment site and observed a fracture by grinding the rock surface iteratively. A series of the digital image data of the fracture was obtained in 500 grinding sections, perpendicular to fracture profile. The coordinate of fracture topography was measured in interval of 1mm at each section, and the fracture data was obtained about 250,000 data points.