幌延深地層研究計画における地下水流動解析に関する検討

今井 久*; 前田 信行*; 山下 亮*; 塩崎 功*; 雨宮 清*; 千々松 正和*

JNC TJ1400 2002-004, 357 Pages, 2002/03

JNC-TJ1400-2002-004.pdf:25.69MB

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超深地層研究所建設に伴う坑道周辺岩盤中の掘削影響に関する予察的解析

吉川 和夫*; 松井 裕哉; 前田 信行*

JNC TN7400 2001-012, 209 Pages, 2001/03

JNC-TN7400-2001-012.pdf:13.68MB

核燃料サイクル開発機構は、岐阜県瑞浪市正馬様用地内において地下研究施設の建設に伴う調査試験研究(以下、超深地層研究所計画と呼ぶ)を遂行している。超深地層研究所計画は、地表からの調査予測段階(第1段階)、坑道の掘削を伴う研究段階(第2段階)、坑道を利用した研究段階(第3段階)の3つの段階に分けて進められる計画である。現在、地表からの調査予測段階の調査試験研究を実施している。第1段階において、これまで岩盤力学的調査・試験として、3つのボーリング孔(AN-1号孔、MIU-1、MIU-2号孔)を利用した室内での物理・力学試験、原位置での初期応力測定(AE/DRA法、水圧破砕法)を実施した。本報告は、これまでの岩盤力学的調査・試験結果を踏まえ、超深地層研究所建設に伴う岩盤の力学的挙動を概略的に評価し、第2、3段階の坑道を利用した研究計画詳細化の一助となる基礎的情報の取得を目的として、境界要素法による三次元弾性解析を予察的に実施したものである。解析に当たっては、超深地層研究所レイアウト(案)に基づき、立坑、坑道の幾何学的レイアウトを忠実に再現するとともに、これまでの力学特性調査結果に基づき、対象岩盤を 1)岩盤全体を等方・均質な岩体とした場合、2)岩盤全体を岩石の力学特性および応力状態により三層に分けた場合の2種類のモデルを作成した。解析に必要な物性値である弾性係数・ポアソン比・初期応力は、3つのボーリング孔のうち、月吉断層の影響が少なく、対象領域の南端に位置するAN-1号孔の物性値を用いた。なお、本解析では、坑道掘削時の力学的影響範囲を概略的に把握することを目的にしているために、月吉断層は解析モデルの中には取り込んでいない。現段階では、坑道レイアウトおよびその展開方向が変更される可能性もあることから、現主応力方向に対して立坑を中心に反時計回りに45、90、135回転させた坑道レイアウトについても解析を行った。最後に、これらの解析結果より推測される超深地層研究所建設に伴う掘削影響について総合的に評価を行った。その結果を以下に述べる。1)坑道の展開方向や現在想定されている岩盤の力学特性の深度変化によらずGL-700m以深で応力集中や変形に起因する岩盤の損傷が生じる可能性がある。損傷が生じる可能性

東濃鉱山における初期応力状態の評価解析

前田 信行; 松井 裕哉

JNC TN7400 2001-004, 28 Pages, 2001/03

JNC-TN7400-2001-004.pdf:1.53MB

三次元的な応力状態の評価の研究の一環として、東濃鉱山において4本の鉛直ボーリング孔を用いてAE法と水圧破砕法による初期応力測定を実施した。その結果から、地形、岩盤物性や地質境界などの地質構造および断層は、初期応力状態に影響を与えている可能性があることが示された。そして、それらの要因(地形、地質構造、断層)が初期応力状態に及ぼしている影響を評価するために、三次元的な応力状態の評価解析を行なった。解析モデルおよび解析ケースは、それらの要因を考慮しつつ異なる境界条件を与えて構築し、解析結果は一般化された計測データと比較した。そして、最も適合する解析結果を選定し、それぞれの要因が初期応力状態に与える影響について評価した。それらの結果を以下に示す。1)地形の影響は、最大標高差の2.5倍程度の深度まで達している。2)複雑な地質境界は、初期応力状態に大きな影響を及ぼす。しかし、その影響範囲はさほど広くない。3)断層の影響は、断層の方向と水平最大主応力の方向に依存する。4)これらの結果をまとめると、それらの要因(地形、地質構造、断層)は、東濃鉱山の初期応力状態に複合的に影響を与えている。断層の影響は、比較的大きく、断層の近傍40mあたりまでは鉛直応力値と水平応力値ともに低下が見られた。断層下盤の応力値は上盤に比べてかなり小さくなっている。5)今回用いた初期応力状態の評価解析は、ボーリング孔から得られた限られたデータを用いて、ある程度広い範囲の三次元的な応力状態を評価する一つの有効な方法であることが示された。

MIU-3号孔における力学特性調査結果及び正馬様用地における土岐花崗岩体の岩盤力学的概念モデル

松井 裕哉; 前田 信行; 吉川 和夫*

JNC TN7420 2001-001, 55 Pages, 2000/10

JNC-TN7420-2001-001.pdf:1.74MB

本調査は、岐阜県瑞浪市月吉地区に分布する土岐花崗岩を対象とした超深地層研究所計画の地表からの調査の一部として平成11年度に実施したものである。その目的は、1)地表からの調査段階における初期的な岩盤力学的概念モデルを構築すること、2)超深地層研究所の設計に必要な力学的特性を把握すること、の2点である。MIU-3号孔における調査は、大きく室内試験と原位置試験に分かれる。室内試験としては、コアを用いた物理試験と力学試験ならびにAE法による応力測定を地表深度1000mの範囲で実施した。原位置試験としては、水圧破砕法による初期応力測定を実施した。また、同孔で得られた調査結果と既存の調査結果を比較・検討し、正馬様用地における土岐花崗岩体の岩盤力学的特性の総合的評価を試みた。結果の概要は以下の通りである。・MIU-3号孔のコアを用いた室内試験等の結果から、鉛直方向に3つの異なる物性を有するゾーンが存在することが推定された。すなわち、地表深度300m程度、300600m程度、800m以深であり、月吉断層に付随する割れ目帯を除く上盤側の岩体(深度600m以浅)では、2つの物性ゾーンに分けられる。月吉断層下盤側の岩体であるが、岩石マトリックス部の物理・力学物性は上盤岩体のそれとほぼ同等と考えられる。・MIU-3号孔における初期応力測定の結果では、水平面内の主応力値は、深度500mまでは、深度増加とともにほぼ線形的に増加するが、深度500m断層までの区間では減少する傾向を示す。さらに断層下盤側の岩体で測定された主応力値は上盤側に比べて小さい。水平面内の最大主応力方向については、深度136.5m地点で東西方向になっているが、それ以深ではNNW-SSENW-SE方向となっており極端な変化は見られない。鉛直応力については、断層下盤側の岩体では土被り圧よりも小さい可能性がある。

MIU-2号孔における力学特性調査結果及び月吉断層上盤側岩体の岩盤力学的概念モデル

松井 裕哉; 前田 信行*; 吉川 和夫*

JNC TN7420 2000-001, 51 Pages, 2000/03

JNC-TN7420-2000-001.pdf:1.71MB

本調査は、岐阜県瑞浪市月吉地区に分布する土岐花崗閃緑岩を対象とした超深地層研究所計画の地表からの調査の一部として平成10年度に実施したものである。地表からの調査段階における岩盤力学的調査の最終目的は、1)地表からの調査段階における初期的な岩盤力学的概念モデルを構築する、2)超深地層研究所の設計に必要な力学的特性を把握する、の2点である。MIU-2号孔における調査は、大きく室内試験と原位置試験に分かれている。室内試験としては、コアを用いた物理試験と力学試験ならびにAE法による応力測定を地表深度1000mの範囲で実施した。原位置試験としては、水圧破砕法による初期応力測定を実施した。本報告では、同孔で得られた調査結果と既存の調査結果を比較・検討し、土岐花崗岩体の岩盤力学的特性の総合的評価を試みた。結果の概要は、以下の通りである。・MIU-2号孔における室内物理・力学試験の結果から、鉛直方向に4つの異なる物性(空隙率、弾性係数等)を有するゾーンが存在することが推定された。すなわち、地表深度400m程度、400600m程度、600900m以深である。深度900m以深は、月吉断層形成時の力学的ダメージにより物性値の変化が生じた可能性が高いと推定される。岩石コアの2次元的・3次元的な弾性波速度測定結果から、岩石マトリックス部に若干の力学的異方性(P波速度の最大値と最小値で510%程度の違い)が認められ、その変化傾向は深度600m地点で異なることがわかった。・MIU-2号孔における初期応力測定の結果から、鉛直応力分布は月吉断層上盤側ではほぼ土被り圧に等しいと考えられる。しかし、水平面内の主応力値は、一般的な知見と異なり、深度に伴い線形的に増加するような傾向は示さず、深度300m及び600m地点で極小値を取るような複雑な分布を示す。また、主応力方向についても、地表深度400m、深度400700mの間で、NSNWW-SEE方向に回転するような特異な変化を示す。このような複雑な応力場の変化は、断層による影響と考えられる。・同用地内で実施した既存の調査結果の

1,000m試錐孔における岩盤の初期応力測定 -東濃地域における測定例-

佐藤 稔紀; 前田 信行; 松井 裕哉

サイクル機構技報, (5), p.95 - 99, 1999/12

https://rdreview.jaea.go.jp/gihou/pdf/9881.pdf

超深地層研究所予定地における岩盤の初期応力状態を把握するために、地表から掘削した1,000m試錐孔において水圧破砕法による初期応力測定を行った。これにより、水平面内の主応力を算出するとともに、三角測量の結果などから推定される広域応力場との比較や地質構造との関係について検討した。その結果、以下のことが明らかとなった。1.水平面内の最小主応力の値は深度とともに土被り圧との大小関係が変化し、逆断層型から横ずれ断層型へと応力状態が変わる。2.水平面内の最大主応力の値は最小主応力の値の2倍程度であり、深度 500mまでは深度の増加とともに大きくなるものの、以深では応力 値の増加はほとんど認められない。3.水平面内の最大主応力の方向は地表から深度200mないし250m までは南北方向を示す。それ以深は北西-南東方向を示し、広域応力場

Estimation of applicability of stress measurement methods and three dimensional stress state in soft sedimentary rock

前田 信行; 佐藤 稔紀; 松井 裕哉; 杉原 弘造

Proceedings of 1999 Japan-Korea Joint Rock Engineering Symposium, p.277 - 284, 1999/00

堆積軟岩における応力測定方法の適用性を検討するためおよび東濃鉱山領域において深さ200mまでの初期応力状態を把握するために、東濃鉱山の第一計測坑道および北延NATM坑道と鉱山敷地内の地表から掘削されたボーリング孔において応力解放法、水圧破砕法、ダブルフラクチャリング法およびAE法を用いて、初期応力測定を実施した。その結果、測定方法によって異なる初期応力状態として評価される可能性があるため、より多くの方法を用いて多くの測点で測定を実施し、それぞれの測定方法の原理や特徴、測定地点の地質状況等も考慮し、総合的に評価する必要があることが示された。また、東濃鉱山領域の初期応力状態については、鉛直応力値は土被りと単位堆積重量から推定される土被り圧とほぼ等しく、水平面内の最大主応力方向はほぼ南北方向が卓越しており、鉛直応力値の約23倍程度である。月吉断層の走向がほぼ東西方向であり逆断層であることか

Precise experiment on (anti-n)+d scattering at 12MeV

西森 信行; 相良 建至*; 藤田 建*; 若松 文彦*; 仏崎 透*; 前田 和秀*; 秋吉 啓充*; 鶴田 薫*; 中村 裕之*; 中島 孝夫*

Nuclear Fusion, 631, p.697C - 700C, 1998/03

低エネルギーにおける核子ー重陽子(N-d)散乱の偏極分解能は、核子-核子間力のP波に対して敏感である。したがって、陽子-重陽子(p-d)、中性子-重陽子(n-d)散乱の偏極分解能の違いが存在すれば、核力の荷電対称性の破れ(CSB)について調べることができる。既に12MeVp-d散乱の精密データを得ており、今回は12MeVn-d散乱実験を行った。偏極分解能の角度分布、及びピーク値の違いからp-d散乱の場合には、その間に存在するクーロン力で陽子ビームのエネルギーが下がるという描像が成り立つことがわかり、およそ0.64MeVであることがわかった。この違いがすべてクーロン力によるものでなければ、核力にCSBが存在することになる。12MeVでは、クーロン力を正確に採り入れた3体計算がなされてないので、確かな結論は出せないが、3MeVでは既になされており、近い将来計算がなされれば、CSBについてなんらかの結論が得られるであろう。