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X線CT測定による膨潤圧試験中のベントナイトの吸水圧縮挙動の観察

Observation of collapse behavior of bentonite during swelling pressure test using X-ray CT measurement

高山 裕介 ; 菊池 広人*

Takayama, Yusuke; Kikuchi, Hirohito*

放射性廃棄物の地層処分施設の緩衝材への利用が検討されているベントナイトの膨潤特性を把握するため、これまでに数多くの膨潤圧試験が実施されてきた。本研究では、膨潤圧試験でしばしば観測される飽和に至るまでの過程で一度膨潤圧が低下する現象の原因を明らかにするため、X線CT測定による膨潤圧試験中の供試体内部の観察により、膨潤圧の経時変化と供試体の状態変遷の関係の把握を行った。その結果、膨潤圧が一度低下する期間において、供試体内部で吸水圧縮挙動が生じていることが観測され、これにより膨潤圧が低下したものと推測された。さらに、複数の異なる荷重条件に対して膨潤変形試験を実施した結果、膨潤圧と同等からやや小さい荷重条件においても、飽和に至る過程で圧縮挙動が生じることが確認された。これらの試験データは、再冠水時の処分施設の力学的な状態変遷を評価するための連成解析コードの検証のためのデータとしての活用が期待される。

Numerous swelling pressure tests have been conducted to understand the swelling properties of bentonite which is planned to be used as a buffer material in repositories for the geological disposal of radioactive waste. In this study, in order to clarify the cause of the decrease in swelling pressure during the swell-in pressure test period, the change in wet density distribution inside the specimen during the swelling pressure test was observed by X-ray CT measurement. It was supposed that this phenomenon was caused by the collapse inside the specimen. Furthermore, in order to confirm that collapse is generated by water absorption, the swelling deformation test was carried out under various load conditions. As a result, it was confirmed that collapse occurs even under the load conditions that are equal to or slightly smaller than the swelling pressure. These test data are expected to be used for validation of coupled analysis codes for evaluating the mechanical behavior of disposal facilities during re-saturation period.

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