Deformation and failure behavior of rock mass around the ventilation shaft in Horonobe URL

幌延深地層研究所の立坑周辺岩盤の変形及び破壊挙動

真田 祐幸; 杉田 裕 ; 藤井 義明*

Sanada, Hiroyuki; Sugita, Yutaka; Fujii, Yoshiaki*

坑道周辺に発生する掘削影響領域は、物質の主要な移行経路になる可能性があることから地層処分の性能評価において重要な課題として位置づけられている。そこで、本研究では掘削影響領域の岩盤性状のモデル化に資する情報を取得するために、幌延深地層研究所の立坑壁面の断面形状計測と立坑周辺の岩盤内に埋設された地中変位並びに支保部材の応力測定結果に基づき、立坑の掘削によって岩盤内に発生する損傷の規模と損傷を受けた岩盤の挙動について検討した。その結果、断面形状計測から、立坑の掘削が深部に進むにつれてボアホールブレイクアウトに類する規模の大きなスポーリング破壊が断続的に見られた。地中変位計測や支保部材の応力測定結果から、断面形状計測と同様に立坑の掘削が深部に進むにつれて立坑の壁面から1.5mまでの範囲で顕著な圧縮ひずみや応力が生じていることがわかった。したがって、損傷域の幅を推定するために、壁面観察から設定した立坑の地山区分から許容限界ひずみを算出し、それと地中変位計で得られた圧縮ひずみ量との対応を調べた。その結果、損傷域の幅は立坑の坑壁から1mまでの範囲であることが推定された。

EDZ is considered to be important issues in repositories since this is relevant to plug design, support design etc. As a part of the research and development on the geological isolation, JAEA has been implementing the Horonobe URL Project. Deformation and failure behavior around a shaft in URL is described in the paper. Tunnel shape are being measured by a laser displacement sensor to clarify dimension and mechanism of breakouts along the shaft wall. Displacement measurement by extensometers are being carried out to understand deformation behavior in the surrounding rock mass. Breakouts of about 50 cm deep in N-S direction are more frequently observed with excavation depth. The breakout direction was consistent with the maximum horizontal stress which was estimated to be approximately in E-W direction by hydrofracturing tests. Compressive deformation of rock mass also increased with excavation depth. Most part of the deformation occurred within 1 m from the shaft wall.