幌延深地層研究センターの深度の異なる水平坑道を対象とした掘削損傷領域の水理力学特性の検討

Hydrogeomechanical properties of excavation damaged zones along galleries in different depths of the Horonobe underground research laboratory

青柳 和平  ; 石井 英一   

Aoyagi, Kazuhei; Ishii, Eiichi

堆積軟岩を対象とする幌延深地層研究センターの深度250mおよび350mの調査坑道において生じた掘削損傷領域(Excavation Damaged Zone: EDZ)の水理・力学特性を検討することを目的として、透水試験、コア観察、BTV観察を行った。結果として、250m調査坑道ではEDZの進展幅は壁面から約1.0mであり、EDZの透水係数は、健岩部と比較して約2-3オーダー程度大きかった。一方、350m調査坑道では、EDZの進展幅は壁面から0.4mまでであったが、EDZの透水係数は健岩部と比較して約5オーダー程度大きい結果であった。これらの関係性について、地山強度比と岩盤中のせん断変形に伴う局所的なダイラタンシーの程度を評価する指標であるDuctility Index(DI)の2つの物理パラメータを基に、深度と岩種の違いによるEDZの水理力学特性を検討した。結果として、EDZの進展幅は地山強度比と関連しており、EDZの透水係数の増大は、DIの値の違いにより説明できることが示唆された。

The objective of this research is to investigate the hydro-mechanical properties of excavation damaged zones (EDZs) along the galleries excavated in 250 m and 350 m depths. We conducted hydraulic tests, BTV observations and core analyses. As a result, in the 250 m gallery, the extent of the EDZ was 1.0 m into the gallery wall. The hydraulic conductivity was increased by 2 to 3 orders of magnitudes compared with that of intact rock. On the other hand, in the 350 m gallery, the extent of the EDZ was 0.4 m into the gallery wall; the hydraulic conductivity was increased by 5 orders of magnitudes compared with that of intact rock. We investaged the difference of the characteristics of the EDZs on the basis of competence factor and ductility index. As a result, it was estimated that an extent of an EDZ decreases with decrease of competence factor; a hydraulic conductivity in an EDZ increases with decrease of ductility index.