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損傷モデルによる珪質泥岩を対象とした坑道掘削解析

Tunnel excavation analysis of siliceous mudstone using a damage model

三嶌 星輝*; 緒方 奨*; 乾 徹*; 安原 英明*; 岸田 潔*; 青柳 和平 

Mishima, Seiki*; Ogata, Sho*; Inui, Toru*; Yasuhara, Hideaki*; Kishida, Kiyoshi*; Aoyagi, Kazuhei

高レベル放射性廃棄物地層処分施設の安全性を評価する上で、廃棄体処分坑道掘削時の天然バリア中の亀裂発生挙動の把握が不可欠である。そのためには、日本の地質の大半を占める結晶質岩及び堆積岩中の亀裂発生挙動を数値解析により正確に記述する必要がある。そこで本研究では、損傷モデルを用いて、日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターの深度350mの調査坑道で実施された珪質泥岩への坑道掘削を模擬した数値解析を行い、実測された亀裂の発生範囲,破壊モード、坑道の内空変位に対する解析結果の整合性を検証した。解析結果より、坑道周辺に引張による無数の亀裂発生が確認され、その発生範囲及び破壊モードは実際の観察結果とよく合致していることが確認された。更に坑道の内空変位に関しても、解析値は実測値と比較して概ね妥当性のある結果を示した。

When the durability of the geological repository of high-level radioactive waste is evaluated, understanding the cracking behavior within the crystalline/sedimentary rocks during excavation of waste disposal cavities is important. In this study, we performed a numerical analysis that expressed the tunnel excavation carried out 350 m underground at the Horonobe Underground Research Center of the Japan Atomic Energy Agency. Simulated results are agreement with actual trends of fracture propagation, and the measured horizontal convergence of the tunnel was reproduced by the numerical analysis relatively well.

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