幌延深地層研究計画におけるひずみ軟化挙動と物性の深度依存性を考慮した三次元立坑逐次掘削解析

Excavation analysis of vertical shaft in sedimentary rock taken into account strain softening and depth variation of rock properties

真田 祐幸; 松井 裕哉 ; 小川 豊和*; 木ノ村 幸士*; 青木 智幸*; 山本 卓也*

Sanada, Hiroyuki; Matsui, Hiroya; Ogawa, Toyokazu*; Kinomura, Koji*; Aoki, Tomoyuki*; Yamamoto, Takuya*

坑道を掘削したことにより坑道周辺岩盤に生じる掘削影響を把握することは、地層処分における性能評価並びに処分坑道に設置するプラグの設計をするうえで必要不可欠な情報である。幌延深地層研究計画における地上からの調査において、当該地域の珪質岩は坑道掘削時にひずみの局所化による破壊面の形成が起こりうる可能性が高いことや岩盤物性が深度依存性を有することがわかっている。そのため、地下施設の建設時に想定される掘削影響を把握するために、先に示した物性の深度依存性や実際の施工方法を忠実に再現した三次元でのひずみ軟化立坑逐次掘削解析を行った。その結果、声問層と稚内層の境界領域で、ひずみ軟化による坑道周辺に著しい損傷が生じることが推定された。また、坑道掘削に伴う応力変化から諸物性値の変化を推察したところ、遷移帯を除いた稚内層では掘削影響は発生しないが、その他の領域では60cmから120cm程度の掘削影響領域が発生し、その物性変化の程度は弾性波速度で2割,弾性係数で約3割,透水係数で約1オーダーであることがわかった。

It is important to understand EDZ in assessing performance of repository and designing of plug. It is known that it remains possible that the large-scale EDZ is generated due to strain localization from boring investigations and tunnel excavation analyses and rock properties changes with increase of depth. Excavation analysis of vertical shaft in sedimentary rock taken into account strain softening, depth variation of rock properties and the actual construction procedure had been done in order to understand EDZ of Horonobe URL. The large-scale EDZ due to strain localization was generated around the border between Koetoi formation and Wakkanai formation. From result obtained from excavation analysis, scale of EDZ obtained from excavation analysis is from 60 cm to 120 cm. And it was estimated that seismic velocity changed by 20 percent, elastic modulus changed by 30 percent and hydraulic conductivity changed by 0.1 m/s order.