地下空洞周辺岩盤内の不飽和領域解析手法に関する提案; 岩石の不飽和浸透パラメータと空洞壁面境界条件の設定方法

The Proposals relevant to seepage flow simulation in rockmass around tunnel under unsaturated condition; Method for estimating unsaturated seepage parameters of stones and setting of boundary condition on tunnel wall

今井 久*; 雨宮 清*; 松井 裕哉 ; 佐藤 稔紀  ; 三枝 博光; 渡邉 邦夫*

Imai, Hisashi*; Amemiya, Kiyoshi*; Matsui, Hiroya; Sato, Toshinori; Saegusa, Hiromitsu; Watanabe, Kunio*

放射性廃棄物の地層処分や液化石油ガスの地下貯蔵においては、地下空洞周辺岩盤内の不飽和領域の把握やその適切な管理が要求される。岩盤内不飽和領域の把握や管理に際しては岩盤内の浸透流解析が必要で、この解析では岩盤の不飽和特性の設定、掘削状況に応じた空洞壁面への適切な境界条件の設定という二つの課題が存在する。著者らは岩盤の不飽和特性の測定方法として土壌に対する方法を応用し、水分特性曲線及び比透水係数の測定方法を考案、また、浸透流解析の境界条件設定に関しては、固定水位境界と固定流量境界を合わせたハイブリッド境界を考案した。考案した測定方法を室内試験に適用、ハイブリッド境界条件を仮想モデルに対して適用し、これらの適用性を確認するとともに、地下空洞周辺岩盤内の不飽和領域の評価解析手法を提示した。

The more accurate understanding and appropriate control of unsaturated area around tunnel excavated in deep rock-mass are required, for the geological isolation of radioactive waste project and also underground rock cavern storage project of liquefied petroleum gas. The numerical simulation of seepage flow is usually conducted to understand and evaluate the unsaturated zone around tunnel. The unsaturated parameters (such as moisture characteristic curve and relative permeability) and appropriate control of boundary condition are indispensable for the simulation. Authors developed methodology to measure unsaturated parameters utilizing the measuring method conventionally applied to soils and showed the efficiency of the method via a laboratory experiment. The idea of combining seepage face condition and flow rate fixed condition was derived, and the efficiency was shown in an model simulation. The two developments enabled the accurate estimation and understanding the evolution of unsaturated zone around tunnel.