幌延地域に分布する珪質岩に対する幾つかの岩盤応力測定法の適用性と推定された応力状態

Applicability of initial stress measurement methods to Horonobe siliceous rocks and initial stress state around Horonobe Underground Research Laboratory

真田 祐幸; 丹生屋 純夫*; 松井 裕哉 ; 藤井 義明*

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

初期地圧は、空洞の形状・支保形態を決定する重要な因子となるため、高レベル放射性廃棄物の処分場のような重要な地下構造物を合理的に設計・施工するには、地下深部に作用する初期地圧を適切に評価する必要がある。そこで、筆者らは原子力機構が進めている幌延深地層研究計画で研究対象としている新第三紀堆積岩を対象に、既存の初期地圧計測手法の新第三紀堆積岩に対する適用性・作業性を検討するとともに、初期地圧測定結果と造構作用や孔壁観察結果などの情報から幌延地域に作用している初期応力状態を総合的に議論した。その結果、AE法についてはカイザー効果の時間依存性の影響が大きく原位置の応力状態を過小に評価してしまう可能性があることが示唆された。一方、DSCA法についてはAE法と比較し原位置試験で得られた最大主応力方位とほぼ一致し、新第三紀堆積岩に対する適用性はAE法と比較すると高かった。水圧破砕法については、コンプライアンスの大きいワイヤラインタイプのシステムを採用することで通常使用されるロッドタイプより高い精度でき裂開口圧を求めることができ、応力状態は造構作用などの影響を受け東西圧縮の偏圧下に晒されていることがわかった。

Understanding initial stress in underground is important for construction of HLW repository. Evaluation of initial stress around Horonobe URL was carried out in order to understand initial stress condition and applicability of AE, DSCA and hydraulic fracturing (HF) methods to Neogene sedimentary rock. Initial stress values obtained from AE method is smaller than overburden pressure due to time dependency of Kaizer effect. Principal stress values by DSCA are similar to those by HF tests. Directions of maximum horizontal principal stresses are approximately in E-W and corresponded to HF results. Horizontal maximum and minimum principal stresses increase linearly in HF results. Deviatoric stress is acting at shallow depth. Initial stress condition approaches hydrostatic condition with depth. Direction of maximum horizontal principal stress was in E-W direction which was similar to tectonic movement around Horonobe URL by triangular surveying.