幌延地域に分布する珪質岩を対象とした間隙弾性パラメータの取得と室内試験法の提案

Poroelastic coefficients for siliceous rocks distributed in the Horonobe area, Hokkaido, Japan

宮澤 大輔*; 真田 祐幸; 木山 保*; 杉田 裕 ; 石島 洋二*

Miyazawa, Daisuke*; Sanada, Hiroyuki; Kiyama, Tamotsu*; Sugita, Yutaka; Ishijima, Yoji*

間隙弾性論は、岩盤中の空隙が水で飽和された状態において、水の流入・流出が生じた際の岩盤の変形や応力変化を説明する理論であり、岩盤と水の連成現象を表現できる。現在、北海道幌延町で進めている幌延深地層研究所に分布する新第三紀堆積岩は、多孔質・低透水性であり高い飽和度を示す。国内の他の地域に分布する新第三紀堆積岩においても似たような特性を持つ岩盤は少なくない。このような性質を持つ岩盤に構造物を設けると、岩盤内部に存在する多量の水が消散しにくくなるため、岩盤と水の連成現象が生じる可能性があり、間隙弾性論に基づいた評価が構造物の合理的な設計・施工に有効と考えられる。本論文では、間隙弾性パラメータを決定するための室内試験方法の構築と幌延地域に分布する珪質岩の間隙弾性パラメータの決定を行った。1回の三軸圧縮試験で複数の間隙弾性パラメータを効率的に取得できるように試験フローを工夫した。その試験に基づき取得されたパラメータは、既存研究で得られた泥岩等の間隙弾性パラメータと比較的近くおおむね妥当な値が得られたと判断した。

The geology around the Japanese coast exhibits a wide distribution of mudstones composed of fossil diatoms and silica rocks. These bedrocks are categorized as porous and low permeability rock. When underground openings at rocks with such rock mechanics properties are constructed, evaluation which takes into account flow-stress coupling behavior is required. Poroelasticity treats both pore fluids and the mineral particles which make up rocks as compressible. Consequently, its application can extend to rock that is harder than soil materials. In this study, laboratory experiments by using the siliceous rocks distributed in the Horonobe area, Hokkaido, Japan were carried out as a case study. Proposal method for obtaining poroelasic coefficients as well as determination of poroelastic coefficients distributed in the Horonobe area are described in this paper.