Geomechanical assessment of excavation damaged zone in the Horonobe Underground Research Laboratory, Japan

幌延深地層研究所における掘削影響領域の力学的な評価

青柳 和平  ; 津坂 仁和; 常盤 哲也; 近藤 桂二; 稲垣 大介

Aoyagi, Kazuhei; Tsusaka, Kimikazu; Tokiwa, Tetsuya; Kondo, Keiji; Inagaki, Daisuke

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、坑道掘削により坑道周辺岩盤に力学的,水理学的,地球化学的特性に影響を与えると予想される掘削影響領域(EDZ)の定量的な評価が重要である。幌延深地層研究所の地下250m坑道において、EDZを評価するために、弾性波トモグラフィ調査と、トモグラフィ領域内における岩石コア観察を行った。これらの原位置測定や観察に加えて数値解析も行い、坑道周辺の損傷領域を求めた。弾性波トモグラフィ調査の結果、壁面から約0.6m奥の地点まで顕著な速度低下領域が認められた。また、その領域における岩石コア観察の結果から、壁面から約0.3m奥までの岩石コア中に掘削に伴う割れ目(EDZ割れ目)が多く認められた。さらに、数値解析により、微小き裂が発生している領域は、壁面から0.2mの範囲であることが示された。これらの結果から、速度低下領域とEDZ割れ目の集中する部分はおおむね整合することが示された。

In a high-level radioactive waste (HLW) disposal project, quantitative evaluation of the extent of excavation damaged zone (EDZ), which is estimated to cause the mechanical, hydrological and geochemical effect to the rock. In Horonobe URL, P-wave tomography survey and rock core observation in the tomography area were conducted at the depth of 250 m to evaluate EDZ. In addition to these in-situ measurement and observation, the authors conducted numerical analysis to identify damaged zone. As a result of P-wave tomography, remarkable low velocity layer was extended about 0.6 m from the drift wall. From the result of rock core observation, the region which has several EDZ fractures developed to 0.3 m from the gallery wall. Furthermore, the numerical analysis showed that the failure zone was extended about 0.2 m from the drift wall. From these results, the authors concluded that the extension of remarkable low velocity layer matched with the extension of the region which has several EDZ fractures.