岩芯を用いた応力測定と掘削振動計測による掘削影響領域の評価に関する基礎的研究(共同研究)

及川 寧己*; 相馬 宣和*; 當舎 利行*; 松井 裕哉; 平野 享*; 丹野 剛男; 引間 亮一

JAEA-Research 2010-048, 45 Pages, 2011/02

JAEA-Research-2010-048.pdf:7.68MB

地下深部で掘削した坑道の周辺では、岩盤に加わる力の変化や発破の影響などで新たな亀裂が発生し、岩盤の性質が変化する。この性質が変化した領域を「掘削影響領域」と呼んでいる。掘削影響領域の範囲や性質の変化は、処分場の性能評価や地下施設の設計に大きな影響を及ぼすため、その調査や評価が必要となっている。しかし、現状の掘削影響領域の調査では、実際の坑道において、専用機器等を用いた大がかりな調査を行うことから、多大な時間とコストを費やしている。そこで、掘削影響領域を簡便かつ安価に調査するための手法の開発を目的として、ボーリング掘削のみで得られる情報(本研究では、ボーリングによって採取した岩芯及びボーリング時の振動)を最大限に活用する手法の開発に必要な基礎的研究を行った。本報告書は、2008年度2009年度の2年間で実施した共同研究の成果をまとめたものである。第1章では、研究内容とその背景を概括した。次に第2章では、原子力機構の瑞浪超深地層研究所、深度200mボーリング横坑で行われたボーリング掘削で採取された岩芯を用いてAcoustic Emission/Deformation Rate Analysis法(AE/DRA法)により周辺岩盤の応力状態の把握を試みた。続いて第3章では、瑞浪超深地層研究所、深度200mボーリング横坑で行われたボーリング掘削振動を取得し、弾性波伝搬速度推定法と反射イメージング法により空洞周辺の地質構造評価を試みた結果を報告した。

大深度立坑における岩芯採取時振動を用いた地質構造評価

相馬 宣和*; 及川 寧己*; 當舎 利行*; 松井 裕哉; 平野 享

no journal, , 

地下空洞を長期間利用する場合、空洞安定性評価の観点から、空洞掘削時に生じる掘削影響領域を含む詳細な地質構造の把握が求められる。しかし詳細な調査はコストの制約や空洞が深部に及んだ場合の高差圧などの技術的課題があるためその実施は容易ではない。そこで狭所でも簡便かつ低コストに地質構造を評価する技術の検討を行ってきた。本報告は、深度200mの水平坑道において、岩芯採取のためのボーリング孔掘削で生じる振動を利用した簡便・低コストの弾性波測定を実施し、空洞周辺の地質構造の把握を試みた結果を述べるものである。測定の結果は、空洞周辺岩盤の弾性波速度がおおむね2.293km/sであると評価できたが、値のばらつきが大きく速度構造の把握は課題として残った。また、岩盤内における弾性波の反射イメージを得ることができ、それには本地点で観察されている亀裂分布と調和する反射面が認められた。

瑞浪超深地層研究所 換気立坑周辺岩盤を対象とした岩芯を用いた応力測定

及川 寧己*; 相馬 宣和*; 當舎 利行*; 松井 裕哉; 丹野 剛男; 平野 享*

no journal, , 

Acoustic Emission/Deformation Rate Analysis法(以下、AE/DRA法)は、ボーリングによって岩盤から採取した岩芯から切り出した軸載荷用試験片を用いた室内試験により、載荷軸方向で受けていた元の岩盤内の応力を評価する計測法である。筆者らは、掘削影響領域の簡便・低コストな調査法として、ボーリング孔掘削から得られる情報を最大限活用するための基礎研究を行っており、ここではその一環として瑞浪超深地層研究所、深度200m水平坑道周辺岩盤においてAE/DRA法による応力計測を実施した。個々の試験片から得られた応力値のばらつきは大きかったものの、総じて1方向については東西(北西-南東)南北の範囲に評価され、ばらつきも含めておおむね水圧破砕法のデータと整合的な結果が得られている。AE/DRA法により十分な数の応力値データが得られたため、インバージョンを含めた解析法を工夫することによりおおむね安定して三次元応力場のデータを得ることに成功したものと考えている。