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論文

Simulation of saturation process in a transuranium disposal facility

高山 裕介; 飯塚 敦*; 河井 克之*

Environmental Geotechnics (Internet), 4(5), p.339 - 352, 2017/10

難透水性と膨潤性を持つベントナイト材料は、TRU廃棄物処分施設の緩衝材としての利用が検討されている。TRU廃棄物処分施設の超長期的な性能を評価するためには、数値解析を用いたベントナイトの力学挙動の予測が必要である。本研究では、ベントナイトの飽和化挙動についての概要とその数理モデルを説明した。次に、その数理モデルを用いていくつかの数値解析を実施した。まず、施設の緩衝材と埋戻し材の膨潤特性を調べるために、膨潤圧試験のシミュレーションを実施した。その後、TRU廃棄物処分施設の再冠水シミュレーションを実施し、緩衝材と埋戻し材の再冠水時の力学挙動を調べた。

論文

Constitutive modeling for compacted bentonite buffer materials as unsaturated and saturated porous media

高山 裕介; 橘 伸也*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 小林 一三*

Soils and Foundations, 57(1), p.80 - 91, 2017/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:70.68(Engineering, Geological)

ベントナイトは著しい膨潤特性と難透水性を有する材料であり、放射性廃棄物の処分施設において緩衝材としての利用が想定されている。処分施設の長期にわたる力学挙動を評価するには、ベントナイトの力学挙動を表現できる構成モデルの開発が必要である。本研究では、ベントナイトを、「飽和の程度により力学特性が変化していく材料」と捉え、不飽和ベントナイトの弾塑性構成モデルを提案した。本提案モデルでは、膨潤指数および負のダイレイタンシーの表現式を飽和度の関数として表現し、さまざまなベントナイト材料に適用できるようにモンモリロナイト含有率を入力パラメータとして用いている。さらに、提案モデルにより膨潤圧試験と膨潤量試験のシミュレーションを実施した結果、ベントナイトの力学挙動を再現できることが確認された。

論文

Numerical evaluation of a multiple soil barrier system preventing water infiltration

高山 裕介*; 生田 勇輝*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 瀧 富弘; 坂尾 亮太; 市川 康明*

Unsaturated Soils; Research & Applications, p.659 - 665, 2014/06

礫層,砂層とベントナイト混合土層からなる不飽和の多重覆土層では、ベントナイト混合土層の非常に低い透水性だけでなく、異なる保水能力を有する砂層-礫層間のキャピラリーバリアにより水の浸入を防止することが期待される。数値シミュレーションでは、植生層(まさ土), 上部フィルタ層(砂), 排水層(礫), 下部フィルタ層(まさ土), ベントナイト混合層(ベントナイト及びまさ土)からなる幅10m, 厚さ1.5mの不飽和の多重覆土層を考えており、これらの覆土層は5%の勾配で設置しているものとして飽和/不飽和、水/土連成の有限要素法を用いて多重覆土層による降雨浸透抑制の評価を行った。その結果、バリアシステムの長期性能を評価するうえでキャピラリーバリアが重要であり、また、本論文で検討した遮水機能は過去の最大降雨強度に対しても機能することを確認することができた。

口頭

廃砂たい積場の覆土設置による沈下及び覆土の排水機能の評価

生田 勇輝*; 高山 裕介*; 鶴見 修平*; 市川 康明*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 瀧 富弘; 坂尾 亮太

no journal, , 

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターにおいて、ウラン鉱山施設の跡措置の一環として、センター内にある「夜次鉱さいたい積場」の跡措置に取り組んでいる。夜次鉱さいたい積場の跡措置は危害及び鉱害防止の観点から降雨のたい積物への浸入防止対策として、天然材料を用いたキャピラリーバリアやベントナイト混合土などの難透水性材料を用い、降雨の浸透を抑制する方法が考えられている。本研究では、実際の覆土構造に基づいて、降雨が生じた時のシステムの排水機能の解析的な評価を行う。覆土のシステムは長期的に機能し続けることが求められる。覆土を施工した際、長期的な圧密沈下により、勾配が低下し排水機能が低下していくことも懸念されるため、圧密沈下解析及び降雨浸透流解析を実施した。その結果として、圧密沈下解析では沈下量の解析値はおおむね実測値に近い値を示し、降雨浸透流解析では降雨に伴う飽和度の上昇はほとんど見られなかった。

口頭

廃砂たい積場の覆土設置による沈下の評価

佐々木 陽亮*; 高山 裕介*; 生田 勇輝*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 坂尾 亮太; 瀧 富弘

no journal, , 

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターでは、事業休止中の核原料物質鉱山である人形峠鉱山及び東郷鉱山を、鉱山保安法に基づいて管理している。鉱山施設のうち、廃砂たい積場では鉱山跡措置の一環として平成23年度から平成24年度の2年間にわたって跡措置工事を実施した。跡措置工事の覆土設置による鉱さい及び地盤の沈下の数値シミュレーションと沈下量の実測値を比較し、シミュレーション方法について検討を行った。

口頭

覆土工における排水能力の評価

岡田 真理子*; 生田 勇輝*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 坂尾 亮太; 小原 義之

no journal, , 

岡山県と鳥取県の県境付近に位置する日本原子力研究開発機構の人形峠環境技術センターの廃砂たい積場では、鉱山保安法に基づき危害及び鉱害の防止を目的として跡措置工事を実施した。跡措置工事では、鉱さいへの雨水浸透量を低減することを目的のひとつとして覆土を設置した。複数の層から構成される覆土により雨水の覆土下位への浸透を抑制し、覆土に勾配を設けることで、側方に設置した排水路へ浸透した雨水を排水する構造である。本研究では覆土内の雨水の挙動の評価を目的として、覆土材料に対する土の保水性試験等の土質試験結果を参考とし、覆土内の浸透流解析を行った。解析には、土/水/空気連成有限要素解析プログラム「DACSER-MP」を用いた。

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