Formation mechanism of extension fractures induced by excavation of a gallery in soft sedimentary rock, Horonobe area, Northern Japan

堆積軟岩の坑道掘削による割れ目の形成メカニズム

常盤 哲也; 津坂 仁和; 松原 誠*; 石川 泰己*; 小川 大介*

Tokiwa, Tetsuya; Tsusaka, Kimikazu; Matsubara, Makoto*; Ishikawa, Taiki*; Ogawa, Daisuke*

地層処分システムの安全性を評価するためには、立坑や水平坑道などの掘削による影響(掘削影響)を把握することが必要である。本研究では、幌延深地層研究計画として進めている地下施設建設において、深度250mポンプ座の底盤において詳細な地質観察を行った結果を報告する。ポンプ座の底盤における割れ目は、掘削前の割れ目(既存割れ目)と掘削後の割れ目(EDZ割れ目)とに明瞭に区分できる。EDZ割れ目は層理面又は古応力場から推定される潜在割れ目と同じ方向である。また、これらの割れ目は、既存の割れ目で止まっている。つまり、堆積軟岩における掘削影響による割れ目は、層理面や潜在割れ目などの弱面に形成され、既存の割れ目にコントロールされていることを示唆する。このように、掘削に伴う割れ目の性質は、既存割れ目や岩石がこれまで置かれた応力場から推定することが可能と考えられる。

This paper focuses on the formation mechanism of fractures induced by excavation of a gallery in soft sedimentary rocks in the Horonobe area of Japan. Detailed fracture mapping of the gallery indicates that the fractures consist of both pre-existing fractures (shear fractures) and EDZ fractures (extension fractures). EDZ fractures correspond to bedding planes or potential joints inferred by paleo-stress field, and the EDZ fractures terminate against pre-existing fractures. Therefore, even for excavations in soft sedimentary rocks, formation of the EDZ fractures are controlled by pre-existing fractures and weakness planes associated with bedding planes and potential joints.