結晶質岩を対象とした長期岩盤挙動評価手法に関する研究,2(共同研究)

Study on crystalline rock aiming at evaluation method of long-term behavior of rock mass, 2 (Joint research)

福井 勝則*; 羽柴 公博*; 松井 裕哉 

Fukui, Katsunori*; Hashiba, Kimihiro*; Matsui, Hiroya

坑道周辺の岩盤は、長期的にはクリープや応力緩和などの力学的な時間依存性挙動を示すことが知られており、その挙動を把握・評価できる技術の構築が地層処分の技術的信頼性向上のための課題の一つとなっている。上記を踏まえ、岩盤の長期挙動を把握・評価できる技術の確立に資するため、年単位を超えるような岩石の長期クリープ試験や、高レベル放射性廃棄物の地層処分において想定される常温から100C程度の高温条件下での岩石の長期挙動を把握するための技術の開発等を実施し、想定される様々な条件下での岩石の長期挙動現象の特徴やその程度に関する実験的評価を行うことを目的とした研究を、共同研究として2016年度から開始した。2017年度は、田下凝灰岩のクリープ試験のこれまでの経緯をまとめるとともに、長期と短期のクリープ試験結果を比較し凝灰岩のクリープの現象論や機構について考察した。また、種々の含水状態のもとで、載荷速度と水飽和度が岩石の強度に与える影響について検討するとともに、圧縮応力下での岩石の変形・破壊および時間依存性挙動を再現できるコンプライアンス可変型モデルを一軸引張応力下へ適用するために改良した。

It is important to evaluate the stability of a repository for high-level radioactive waste not only during the design, construction and operation phases, but also during the post-closure period, for time frames likely exceeding several millennia or longer. The rock mass around the tunnels could be deformed through time in response to time dependent behavior. In view of above points, this study has been started as a collaboration study with the University of Tokyo from FY2016. In the FY2017, the creep test of Tage tuff was continuously conducted and reached its twentieth year. The overview of the test was described, and the phenomenological aspects and the mechanisms of the creep of tuff were discussed with comparing the long- and short-term creep tests. The effects of loading rate and water content on rock strength were examined under various water conditions. The variable-compliance-type constitutive model was modified to reproduce those under uniaxial tension.