Variation in fault hydraulic connectivity with depth in mudstone; An Analysis of poroelastic hydraulic response to excavation in the Horonobe URL

稚内層内部における水理学的亀裂の連結性の深度分布; 坑道掘削時に伴う水圧応答の水理力学連成解析による評価

尾崎 裕介  ; 石井 英一   ; 菅原 健太郎*

Ozaki, Yusuke; Ishii, Eiichi; Sugawara, Kentaro*

本研究では、稚内層内部における水理力学的な亀裂の連結性を評価するために、幌延深地層研究センターにおける坑道掘削時の水圧応答データの解析を行った。解析対象とした観測データは、水理力学連成挙動であるMandel-Cryer効果の影響を顕著に受けており、この影響を考慮した水圧応答データの解析を行うために水理力学連成挙動を考慮した数値シミュレーションを実施した。シミュレーション結果に基づいて有効透水係数を推定したところ、有効透水係数は深度400mから深度500mにかけて徐々に低下し、深度500m以深では健岩部相当の低透水性を有することが示された。また、解析解に基づいて観測データを分類したところ、稚内層内部において水理学的特性が異なる領域が存在することが示された。これらの結果より、水理学的亀裂の連結性は稚内層において、深度が深くなるにつれて急激に変化するのではなく数十メートルの幅で徐々に変化していることが示された。

This study analyzed the long-term hydraulic pressure data during the excavation of Horonobe URL to estimate the variation of effective-hydraulic-conductivity. We performed the numerical simulation with the poroelastic effect for the estimation because the observed hydraulic pressure is highly affected by the Mandel-Cryer effect. The evaluation of the observed data based on our simulation results showed that the effective-hydraulic-conductivity gradually decreases from 400 m to 500 m in depth and is as low as the intact rock at depths greater than 500 m. Not only the analysis based on our simulation results but also the analysis based on analytical solution indicate the domain with different hydraulic properties in the Wakkanai Formation. These results suggest that the fracture-hydraulic-connectivity changes not abruptly but gradually over several tens of meters around the predicted boundary.