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Quantitative assessment of an Excavation Damaged Zone from variations in seismic velocity and fracture distribution around a gallery in the Horonobe Underground Research Laboratory

幌延深地層研究所における弾性波速度の変化と割れ目分布に着目した掘削損傷領域の定量評価に関する研究

青柳 和平; 津坂 仁和; 近藤 桂二; 稲垣 大介

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

高レベル放射性廃棄物地層処分において、掘削損傷領域(EDZ)の評価が重要となる。特にEDZ内部では、掘削に伴い新たに割れ目が発生することが予想される。これらの割れ目が、坑道周辺岩盤の透水性の増大に寄与することが考えられる。そこで、EDZ内部の割れ目密度を調べるために、幌延深地層研究所の地下坑道において、弾性波トモグラフィ調査と、坑道掘削断面ごとに地質観察を実施した。両者の結果の比較により、割れ目密度の増大とともに、弾性波速度がほぼ線形に低下する傾向が示された。また、EDZ内部の割れ目の密度は、単純な数値モデルにより推定可能であることも示された。以上から、本研究は、弾性波トモグラフィ調査結果からEDZ内部の割れ目状態を予想できるという点において、地層処分に対して有意義なデータを提供しているといえる。

In a high-level radioactive waste (HLW) disposal project, it will be important to evaluate an Excavation Damaged Zone (EDZ). In particular, in an EDZ, new fractures are expected to develop in response to excavation. These fractures can cause increase in permeability of rock mass around the gallery. In order to investigate density of these fractures in an EDZ, the authors integrated information of fracture mapping of a gallery into a result of seismic tomography survey conducted in the Horonobe underground Research Laboratory. As a result, seismic velocity decreased almost linearly as the density of fracture increased. Also, it was found that density of fracture in an EDZ is expected to be evaluated by the trend which is calculated from simple numeric model. This analysis provides useful data for HLW disposal from a viewpoint that one can evaluate condition of fractures in an EDZ using the result of seismic tomography survey.

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