熱-水-応力-化学連成モデルの開発に関する国際共同研究「DECOVALEX-2011」,2; Task B:結晶質岩を対象としたPillar stability test

International project on the development of numerical model for the coupled thermo-hydro mechanical-chemical processes (DEVOVALEX-2011), 2; Task B: Pillar stability test for crystalline rocks

小山 倫史*; 清水 浩之; 千々松 正和*; 中間 茂雄 ; 藤田 朝雄 

Koyama, Tomofumi*; Shimizu, Hiroyuki; Chijimatsu, Masakazu*; Nakama, Shigeo; Fujita, Tomoo

本研究では、スウェーデンのエスポ地下研究所で結晶質岩を対象として実施された原位置試験(Pillar stability test)を対象とし、3次元有限要素法(3D-FEM)及び2次元粒状体個別要素法(2D-DEM)による熱-応力連成解析を適用し、原位置における計測結果との比較を行った。試験中の主応力・温度などの変化は原位置試験における観測結果と解析結果で定性的に良好な一致が見られ、特に3D-FEMの解析結果は定量的にも比較的良好な結果となった。一方、2D-DEMでは、掘削・加熱工程において試験孔壁面付近に微小亀裂が発生しており、このことから原位置試験で観察された試験孔壁面での岩盤の破砕、V字型に破壊し欠落する現象について考察することができる。

In this paper, the coupled thermal-mechanical processes in the pillar stability test carried out at the sp Hard Rock Laboratory were simulated using both 3D Finite Element Method (3D-FEM) and 2D Distinct Element Method (2D-DEM) with particles. The simulation results by 3-D FEM shows good agreement with the data obtained from the measurements at site. The simulated crack propagation during the excavation, pressurizing and heating processes by DEM with particles agrees qualitatively well with the observation. By comparing these results obtained from two different approaches, quantitative and qualitative insights into various aspects of the processes occurred in the near field can be obtained. This work is a part of Task B, DECOVALEX2011 project.