Evaluation of excavation damaged zones (EDZs) in Horonobe Underground Research Laboratory (URL)

幌延深地層研究センターの立坑における掘削損傷領域の評価

畑 浩二*; 丹生屋 純夫*; 青柳 和平  

Hata, Koji*; Niunoya, Sumio*; Aoyagi, Kazuhei

地層処分技術の信頼性向上において、長期間にわたる岩盤のモニタリングが重要な研究課題となる。そこで、2014年に、幌延深地層研究センターの350m以深の立坑周辺に、岩盤掘削時の振動(AE)、間隙水圧、温度の3種類の特性を取得できる光ファイバー式センサーを設置し、岩盤の水理・力学的な挙動のモニタリングを開始した。計測の結果、立坑の掘削中は、壁面から約1.5mの範囲でAEが頻発した。また、同領域における透水係数は、健岩部と比較して24桁高かった。さらに、数値解析の結果、立坑掘削時の間隙水圧の上昇が、立坑周辺の割れ目発生の主な要因であることを明らかにした。これらの計測・解析結果を基に、掘削損傷領域の概念モデルを構築した。このモデルは、地層処分において、安全評価に資する情報として活用されることが期待できる。

Japan Atomic Energy Agency has been conducting R&D activities to enhance the reliability of high-level radioactive waste deep geological disposal technology. In this project, one of the challenges is the development of methods for long-term monitoring of rock mass behavior. Therefore, in January 2014, the long-term measurements of the hydro-mechanical behavior of the rock mass were launched using the three types of optical sensors in the vicinity of the shaft excavated deeper than 350 m at the Horonobe Underground Research Center. The measurement results show that Acoustic emission occur frequently up to 1.5 m from the wall during excavation. In addition, hydraulic conductivity increased by 2-4 orders of magnitude. Elastoplastic analysis revealed that the hydraulic behavior of the rock mass affected the pore pressure fluctuations and caused micro-fractures. Based on this, a conceptual model is developed to represent the excavation damaged zone, which contributes to the safe geological disposal of radioactive waste.