Mechanical properties of siliceous rocks around Horonobe URL from triaxial compression and isotropic consolidation tests

三軸圧縮試験並びに等方圧密試験結果に基づく幌延地域に分布する珪質岩の力学挙動

真田 祐幸; 松井 裕哉 ; 藤井 義明*

Sanada, Hiroyuki; Matsui, Hiroya; Fujii, Yoshiaki*

原子力機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発において地下研究施設の建設を伴う研究プロジェクトとして幌延深地層研究計画を進めている。本報告では、地下研究施設の設計データの取得並びに坑道掘削に伴う掘削影響の予測のため実施された三軸圧縮試験と等方圧密試験結果,岩盤の力学モデルについて議論する。三軸圧縮試験では、地下施設の浅部に分布する珪藻質泥岩は、封圧の増加に伴い応力-ひずみの曲線形状がひずみ軟化挙動から弾完全塑性型に移行し、深部に分布する珪質泥岩は拘束圧の程度によらずひずみ軟化挙動を示した。等方圧密試験では、珪藻質泥岩では、珪藻遺骸の損傷によって有効封圧10MPaで降伏した。したがって、坑道周辺岩盤の力学挙動のモデル化にあたっては、珪質泥岩はひずみ軟化型の構成則、珪藻質泥岩は等方圧下での降伏を表現できるエンドキャップ型の構成則を適用する必要性があることが示唆された。

This paper shows the results obtained from triaxial and isotropic consolidation test to select mechanical behavior of Horonobe siliceous rocks. The consolidated undrained and drained triaxial compression tests showed different behaviors of strain-softening, pore pressure and dilatancy between diatomaceous and siliceous mudstones. Stress-strain behavior changed from strain-softening to ductile behavior under high confining pressure and pore pressure increased gradually even after peak strength for diatomaceous mudstone. Diatomaceous mudstone yielded under hydrostatic pressure of 10 MPa in isotropic consolidation test. This yielding was regarded as pore collapse based on the variation of hydraulic conductivity which was estimated from variation of volumetric strain in isotropic consolidation test, effective porosity and microscopic observation before and after the yielding.