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幌延深地層研究施設における掘削影響領域の評価,1; 深度140mを対象とした試験(共同研究)

A Study of the evaluation of the excavation damaged zone in the Horonobe Underground Research Laboratory, 1; Investigation in the 140 m gallery (Joint research)

杉田 裕; 青柳 和平; 窪田 健二*; 中田 英二*; 大山 隆弘*

Sugita, Yutaka; Aoyagi, Kazuhei; Kubota, Kenji*; Nakata, Eiji*; Oyama, Takahiro*

放射性廃棄物を地層処分する地下深部において立坑や坑道を掘削する場合、掘削時の応力再配分により立坑や坑道の周囲に掘削影響領域が発生する。掘削影響領域における岩盤特性の変化は、放射性核種の移行挙動にも影響すると考えられることから、その領域や経時変化の把握が重要となっている。そこで、掘削影響領域の長期挙動の評価を目的として、日本原子力研究開発機構が進めている幌延深地層研究計画において、深度140mの調査坑道を対象とした原位置試験を、電力中央研究所との共同研究の一部として実施してきている。本共同研究では、坑道壁面の観察やボーリング孔を利用した各種調査(地質調査, 弾性波トモグラフィ, 比抵抗トモグラフィ, 透水試験, 水分量計測, 孔内載荷試験, 内空変位計測等)の結果を総合的に評価することにより、掘削影響領域の範囲や掘削影響領域において生じた物理変化の要因、およびその経時変化を把握した。また、掘削影響領域の評価に適用した調査法で取得された計測データを分析することにより、掘削影響領域の経時変化に係る長期データの取得に向けた課題を明らかにした。

In a excavation of shafts and galleries in the deep underground for disposing radioactive waste, an excavation damaged zone (EDZ) is developed around the galleries and shafts owing to the stress redistribution. Since the characteristic changes of the rock mass in the EDZ affects the radionuclides migration behavior, it is important to understand the long-term behavior of the EDZ. Thus, we performed the in situ experiment to investigate the long-term behavior of EDZ as part of the collaborative research between Japan Atomic Energy Agency and Central Research Institute of Electric Power Industry in the 140m gallery in the Horonobe Underground Research Laboratory. In this research, we investigated the extent, mechanism of the change of hydro-mechanical characteristic, and long-term behavior of the EDZ on the basis of the comprehensive estimation of the results of the observation of the drift wall and the various investigations using boreholes such as geological investigation, the seismic and resistivity tomography, hydraulic test, water content monitoring, borehole loading test, convergence measurement, and so on. In addition, we clarified applicability and future tasks of the testing method used in this research for the investigation of the long-term behavior of the EDZ.

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