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Development of grouting technologies for HLW disposal in Japan, 5; Development and application of numerical model for grout injection process during in-situ grouting test

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,5; 多孔質媒体モデルを用いたグラウト注入フィードバック解析結果

小山 倫史*; 片山 辰雄*; 田中 達也*; 葛葉 有史; 大西 有三*

Koyama, Tomofumi*; Katayama, Tatsuo*; Tanaka, Tatsuya*; Kuzuha, Yuji; Onishi, Yuzo*

本研究では、スイス・グリムゼル岩盤試験場で実施した原位置注入試験のフィードバック解析を実施し、グラウト浸透メカニズムの解明及びグラウト注入効果の検証を実施した。なお、本解析では等価多孔質媒体モデルは、原位置におけるボーリング調査より得られた不連続面幾何学情報をもとに作成した亀裂ネットワークモデルをもとに作成した。また、溶液型グラウトをニュートン流体と仮定し、浸透流解析と移流・分散解析を組合せることでグラウト注入過程の3次元シミュレーションを実施した。グラウト注入過程は、現地で計測した粘性試験の結果より、粘性の経時変化を時間及び濃度の関数として表現することで、透水係数低減関数を算出し、透水場を逐次更新することで表現する。注入圧は原位置注入試験で測定されたものを境界条件として用い、グラウト注入範囲の推定を行うとともに観測孔で観察されたブレークスルーカーブと比較した。解析結果は定性的によい一致が見られ、多孔質媒体モデルによるグラウト注入解析の妥当性が示された。

Grouting is commonly used to decrease the hydraulic conductivity of the fractured rock masses and control the groundwater inflow. Since underground facilities were constructed in various geological conditions, different types of grout material and mixing/injection methods were developed for effective and economical grout injection. It is also important to evaluate the grout arrival distance and the range of altered hydraulic conductivity field after grout injection. However, the mechanism of grout injection process has not been clarified sufficiently yet due to complicated chemical and physical processes of grout. In this study, to simulate the grout injection process, the three-dimensional numerical model based on equivalent continuum approach was developed and applied to the in-situ grout injection tests at Grimsel test site, Switzerland. In the simulations, the injection pressure and/or injection rate was given as a boundary condition and total amount of injected grout (silica sol) was calculated. The simulation results were also compared with the ones obtained from in-situ measurements/monitoring and show qualitatively good agreement.

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