Elasto-plastic and fracture modeling of concretes for determining the mechanical behaviour of the plug in the GAST project

GASTプロジェクトにおけるプラグの力学挙動を決定するための弾塑性・破壊モデリング

真田 祐幸; Teodori, S.*; Redi, J.*; Vomvoris, S.*

Sanada, Hiroyuki; Teodori, S.*; Redi, J.*; Vomvoris, S.*

GAST(Gas-Permeable Seal Test)は、スイスのグリムゼル岩盤試験場で実施されている埋め戻し材における冠水中の水の移動や閉鎖後のガス移行に関する実規模でのデモンストレーション試験である。本報告書は、有限差分法での力学解析に基づくGASTにおけるコンクリートプラグおよび岩盤の力学状態についてのモデリングと原位置試験環境下で予想されるプラグと岩盤の力学挙動を述べている。その結果、圧縮アーチが全ての圧力ステップで生じ、プラグの力学的安定性を保持する上で重要な役割を果たすこと、圧縮アーチによる岩盤やプラグの圧縮および岩盤とプラグの境界面の閉塞によって遮蔽能力を高める効果が期待できること、試験中に生じるプラグの圧縮応力は材料強度を大きく下回っており全ての圧力ステップにおいて力学的な安定性が保持されうることなどがわかった。また、プラグに設置されている変位や微小破壊音などのモニタリング結果の妥当性確認のために、プラグに蓄積される弾性エネルギーや引張破壊によって解放される塑性エネルギーなどを求めた。

GAST (Gas-Permeable Seal Test), an ongoing project in Phase VI at the Grimsel Test Site (GTS), is a large-scale demonstration test focusing on water movement during the early saturation phase and gas migration during the later gas invasion phase. In this report, the mechanical behaviour (e.g. stress, deformation, tension failure, elasto-plastic energy) of the massive concrete plug and surrounding rock mass of the GAST project are analyzed based on numerical modelling using the three-dimensional finite difference method.