クラックテンソルモデルを用いた瑞浪超深地層研究所の冠水坑道における坑道冠水過程に伴う三次元応力解析

Three-dimensional stress analysis of reflooding tunnel during submerging process using crack tensor model at Mizunami Underground Research Laboratory

尾崎 裕介  ; 松井 裕哉 ; 桑原 和道; 多田 浩幸*; 櫻井 英行*; 熊坂 博夫*; 郷家 光男*; 小林 伸司*

Ozaki, Yusuke; Matsui, Hiroya; Kuwabara, Kazumichi; Tada, Hiroyuki*; Sakurai, Hideyuki*; Kumasaka, Hiroo*; Goke, Mitsuo*; Kobayashi, Shinji*

瑞浪超深地層研究所では、これまでクラックテンソルモデルを用いた掘削解析を行ってきた。現在、瑞浪超深地層研究所では深度500mにおいて再冠水試験が実施されている。本研究では、クラックテンソルモデルを用いて坑道が冠水する過程における亀裂および掘削損傷領域を含む岩盤挙動の評価を行う。坑道が冠水する過程での応力状態の変化を評価するために、冠水坑道内の水位が異なる場合の解析を行った。また、冠水後に坑道内に地下水の流入が継続した場合の応力状態を推定するために、冠水坑道内の水圧が深度相当の水圧と同程度まで上昇した場合の解析も行った。これら坑道の冠水過程における解析において、最大の応力が岩盤に作用した場合の状況を推定するため、地下水の岩盤への浸透を無視して解析を実施した。これらの解析に加えて、冠水後に長時間経過した場合における岩盤の応力状態を予測するため、地下水の岩盤への浸透を考慮した場合の解析も実施した。解析の結果、これら坑道の冠水過程において、岩盤にかかる応力は、冠水坑道壁面付近で坑道内の水圧程度まで達することが予測された。

In Mizunami Underground Research Laboratory (MIU), the stress analysis of fractured rock have been performed with crack tensor model. In MIU, a reflooding test is performed at 500m stage. In this study, stress analysis of rock during submerging process of the tunnel is performed by using crack tensor model. The deformation of the rock under different water levels in the tunnel is simulated. The stress condition by high pressure due to inflow of groundwater into tunnel is also estimated. These simulation are performed under assumption that groundwater does not permeate into rock for the estimation of maximum pressure acting on the rock. The stress analysis with consideration of permeation of groundwater into rock is also conducted for the estimation of stress condition after the diffusion of water pressure in tunnel. The results of these analyses lead the conclusion that the pressure of the rock reaches the groundwater pressure near the face of tunnel when the tunnel is submerged.