Development of method for evaluation of three dimensional distribution of in situ stress state and preliminary estimation of applicability

三次元応力場同定手法の開発とその予察的な適用性評価

丹野 剛男; 平野 享*; 松井 裕哉 

Tanno, Takeo; Hirano, Toru*; Matsui, Hiroya

日本原子力研究開発機構は、地表からの調査段階で実施した初期応力測定結果から施設スケールにおける初期応力分布を精度良く評価する手法を開発してきた。本評価手法では、応力場が重力に起因する応力成分と地殻運動による水平応力成分から形成されると仮定し、また、領域内の初期応力状態に影響する岩種の相違や断層などの地質的不均一性のモデル化が必要であるとした。これを踏まえて、3次元有限要素法及び3次元境界要素法を用いた二種類の数値モデルを構築した。次いで、その検証として、これらのモデルを用いて、瑞浪超深地層研究所周辺の初期応力評価を行った。その評価において、外力は未知数であるが、初期応力測定結果を用いた逆解析で求めることができ、この外力を用いて、順解析により瑞浪超深地層研究所周辺の応力状態を計算した。現在施工中である瑞浪超深地層研究所の深度100m及び深度200mで応力測定を実施し、解析結果と比較した。その結果、解析された初期応力状態は、モデル化された地質的不均一性に依存して二種類の解析モデルで異なるものの、深度100m及び深度200mの測定結果とおおむね一致した。

Japan Atomic Energy Agency has developed a method for accurate evaluation of the distributions of actual in-situ stress state at any point using limited results of in-situ stress measurement from surface based investigations. We assumed that the actual stress components are formed by a combination of overburden pressure and the plate tectonic force, and constructed two types of models, the three-dimensional finite element method and the boundary element method that considered the existence of geological heterogeneity, such as variations in rock type and faults. Afterwards, as a validation of these models, we applied this method to in-situ stress state evaluation for some locations around the Mizunami Underground Research Laboratory (MIU).