塩水条件での緩衝材の力学挙動に対する弾塑性構成モデルの適用性に関する研究

A Study on applicability of elasto-plastic constitutive model to mechanical behavior of buffer material in salt water conditions

高山 裕介  ; 菊池 広人*

Takayama, Yusuke; Kikuchi, Hirohito*

本研究では、処分施設設計等において緩衝材の力学挙動を解析する際に重要となる構成モデルについて、様々な塩水条件での緩衝材の力学挙動に対する既存の弾塑性構成モデルの適用性を検討した。まず、試験データが比較的少ない塩水条件での圧密非排水三軸圧縮試験を実施し、得られた試験結果と既往の標準圧密試験と圧密非排水三軸圧縮試験の結果から蒸留水条件と塩水条件での緩衝材の力学挙動の違いを分析した。特に、試験溶液条件の違いによって標準圧密試験での除荷時の変形量に大きな差異が生じることを確認した。続いて、これらの試験の再現解析により、蒸留水および塩水条件での緩衝材の力学挙動に対する修正カムクレイモデルの適用性を検討した。その結果、蒸留水条件でのパラメータの内、膨潤指数を変化させることで、塩水条件での緩衝材の力学挙動を概ね再現できることを確認した。

In this study, an applicability of the modified Cam clay model to the buffer material under saltwater conditions was examined. First, consolidated-undrained triaxial test was conducted using NaCl solution and artificial seawater. Based on the consolidated-undrained triaxial compression test results and the existing consolidation test results, the difference in the mechanical behavior of the buffer material under distilled water and saltwater condition was clarified. In particular, there was a difference in the unloading behavior in the consolidation test. Through reproducibility analysis of these experimental data, it was confirmed that the mechanical behavior of the buffer material can be roughly reproduced by setting the swelling index according to the salt concentration.