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TRU廃棄物地層処分施設の化学的変遷を考慮した長期力学挙動解析コードの開発

Long-term mechanical analysis code considering chemical alteration for a TRU waste geological repository

三原 守弘; 平野 史生; 高山 裕介; 京川 裕之*; 大野 進太郎*

Mihara, Morihiro; Hirano, Fumio; Takayama, Yusuke; Kyokawa, Hiroyuki*; Ono, Shintaro*

TRU廃棄物地層処分施設の長期力学挙動を評価するための解析コードMACBECEを開発した。解析コードには、メント系材料のカルシウムの溶出やベントナイト系材料のカルシウム型化やスメクタイトの溶解などの化学的変遷に伴う力学特性変化および周辺岩盤との力学的な相互作用を考慮した。開発した解析コードを用いてクリープ変形が生じやすいと考えられる軟岩サイトを想定し、TRU廃棄物処分施設の建設段階から、処分施設閉鎖後10万年までの力学挙動解析を行った。緩衝材の力学挙動モデルとして、ECモデルを用いることで応力が降伏曲面の特異点付近に陥ることを解消でき、数値解析上、安定な解を得ることができた。さらに、周辺岩盤と処分施設の力学的相互作用を同時に解析することにより、周辺岩盤と処分施設の力学挙動を別々に解析した第2次TRUレポートの結果と比較して処分坑道の内径変位量が半分程度となることが示された。

A computer program MACBECE has been developed to provide rigorous calculations of the long-term mechanical behavior of a TRU waste geological repository. Consideration is given to the expected chemical alteration of repository components, including cementitious materials and bentonite, and the mechanical interactions between repository and host rock. The long-term mechanical behavior of a TRU waste repository was evaluated in a deep soft rock site, where creep deformation is likely to occur from the initial construction phase to 10$$^{5}$$ years after repository closure. It was found that the stress didn't fall into a singularity of yield surface of the EC model applied to the mechanical behavior model of bentonite. The calculated displacement of the inner diameter of the repository, considering mechanical interaction between repository and host rock, was about half that of a result in 2nd progress report on R&D for TRU waste disposal in Japan.

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