In situ stress measurements in siliceous mudstones at Horonobe Underground Research Laboratory, Japan

幌延深地層研究計画における岩盤応力に関する調査結果について

真田 祐幸; 中村 隆浩; 杉田 裕 

Sanada, Hiroyuki; Nakamura, Takahiro; Sugita, Yutaka

原子力機構では、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発を進めている。初期応力は、処分場の設計並びに処分パネルの最適な幾何学配置を選定するうえで重要なパラメータになる。堆積岩に対する初期応力測定は、高い技術が要求されることと既存の地下施設は硬質な岩盤に設けられることが多いため、測定事例がほとんどない。本論文では、堆積岩に対する初期応力測定の既存技術の適用性検証と地層処分事業を進めるうえでの初期応力測定調査に関する方法論の構築を目的として、幌延深地層研究計画で実施された初期応力測定調査の内容と結果を述べる。調査は、水圧破砕法や応力解放法などの直接的な計測とコア法やブレイクアウトなどの間接的な評価の2項目に分け実施した。水圧破砕の結果によると、深度の増加とともに線形的に応力が増加することと最大主応力は東西方向に卓越した偏圧環境下に晒され、幌延地域周辺の造構作用と調和的であった。コア法については、AE法と比べるとDSCA法の方が水圧破砕結果と近い。ブレイクアウトについては、ボーリング孔や立坑内部で見られ、間接的に評価する方法としては、コア法に比べると効果的であった。

As part of the research and development program on the HLW geological disposal, JAEA has been implementing the Horonobe Underground Research Laboratory (URL) project investigating sedimentary rock formations distributed in Horonobe area, Hokkaido, Japan. The authors have been implementing the research and development program at Horonobe to clarify the in situ stress conditions in siliceous mudstones at the URL. The objective of this work is to establish a strategy for an in situ stress measurement program for geological disposal and to develop an understanding of the in situ stress conditions in the deep underground formed by the sedimentary rocks. The application of several stress measurement methods to the Horonobe siliceous mudstones carried out during the surface-based investigations and the investigations during construction of the underground facilities, as well as information on the initial stress state around the Horonobe URL are described in this paper.