Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
上原 真一*; 嶋本 利彦*; 操上 広志; 舟木 泰智; 大西 有三*
no journal, ,
本研究では、北海道幌延地域の新第三紀堆積岩から第四期堆積岩について、その水理特性の応力依存性を調べることを目的に、室内実験にて高拘束圧下におけるガス浸透率及び間隙率を測定した。その結果、間隙率-log(拘束圧)曲線は、土質力学におけるそれと似た特徴があることがわかった。また、間隙率-log(拘束圧)曲線から得られた降伏応力と、想定されている最大埋没深度との相関性は見られるものの、その値は一致しなかった。同一の間隙率を有する試料に対する浸透率の測定値と各試料の特性との関係について検討した結果、細孔径の違いが関与している可能性が示された。
上原 真一*; 嶋本 利彦*; 操上 広志; 新里 忠史; 舟木 泰智; 大西 有三*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分など、地下空間利用においては、広域的な水理特性の分布を評価することが重要である。土質力学の知見を引用すると、堆積岩の水理特性は現在の応力状態だけでなく、過去に受けた応力の履歴に依存すると考えられる。すなわち、水理特性の応力依存性を室内実験等によって調べ、堆積盆の形成史に関する情報を組合せることで、その堆積盆の広域的な水理特性の分布を評価できる可能性がある。本研究では、北海道幌延地域の新第三紀及び第四紀堆積岩について、室内実験によって高拘束圧下におけるガス浸透率及び間隙率を測定し、その結果を用いて透水係数及び間隙率の深さ分布を推定した。推定した透水係数分布とボーリング孔で実施した水理試験から得られた透水係数を比較すると深さに伴う値の勾配は類似しているが、絶対値には違いが見られた。これは、室内試験では対象としていない大きなスケールの亀裂などの影響が一因と考えられる。
上原 真一*; 嶋本 利彦*; 操上 広志; 新里 忠史; 舟木 泰智; 大西 有三*
no journal, ,
我が国に広く分布する堆積岩は、近年、二酸化炭素の地中貯留や高レベル放射性廃棄物の最終処分のような大深度の地下空間利用の対象として注目されている。地下空間利用においては、広域的な水理特性の分布を把握することが重要である。特に、堆積岩の水理特性は応力履歴に依存すると考えられる。本研究では、北海道幌延地域に分布する新第三紀から第四紀にかけての堆積岩について、室内実験で高拘束圧下におけるガス浸透率及び間隙率を測定し、その結果を用いて透水係数及び間隙率の深度分布を推定した。その結果、原位置水理試験から得られた透水係数の深度分布と比較的類似した傾向が認められたが、稚内層中の一部では大きな食い違いも認められる。この原因の一つとして試験供試体のスケールの問題が考えられる。特に大きなスケールの断層などの構造の影響をどのように考慮するかは今後の課題である。
岡崎 啓史*; 上原 真一*; 嶋本 利彦*; 舟木 泰智; 操上 広志; 新里 忠史; 大西 有三*
no journal, ,
本研究では、北海道幌延地域の新第三紀堆積岩について、地表で採取した試料及びボーリングコア試料を用いて、拘束下での詳細な浸透率及び間隙率室内試験を行った。主な結果は次のとおりである。(1)基岩部の浸透率,間隙率分布を推定するうえで基礎的な性質が得られた。(2)同一試料からの供試体試験結果より、拘束圧の変化に伴う間隙率と浸透率の変化には、Kozeny-Carmanの式で説明できる可能性のある明確な関係が見られた。(3)有効圧の対数と間隙率の関係において、載荷時に曲率の大きくなる部分がある様子が観察された。この部分に相当する圧力は、推定最大経験応力に比べて小さな値を示した。(4)地表で採取した試料の試験結果は、層序ごとの結果のばらつきの範囲から見て、コア試料の結果と近い値を示した。本講演では、三軸変形試験下の浸透率の変化についての測定結果も報告する予定である。
上原 真一*; 嶋本 利彦*; 舟木 泰智; 操上 広志; 新里 忠史; 大西 有三*
no journal, ,
拘束圧を変化させながら室内透水試験を行うことで深さ10km以上の条件下での岩盤の透水特性を推定することが可能である。本研究では、北海道幌延地域の新第三紀堆積岩を対象に、基岩部,破砕帯部からの試料による室内浸透率測定試験と、本対象地域で掘削したボーリング孔で実施された原位置試験結果の比較を試みた。その結果、稚内層の場合、基岩部と破砕帯部の室内試験の範囲内に基岩部と破砕帯部の両者で実施した原位置試験結果は分布した。さらにデータを増やし詳細な検討を行う必要があるが、今回の結果は、非常に簡便な手法として、室内試験から原位置での透水特性を推定できる可能性を示唆している。一方で、声問層下部付近の基岩部と破砕帯部の原位置試験結果は、基岩部試料による室内試験結果と近い値を示し、破砕帯試料による結果よりも非常に小さな結果となった。これは、声問層は稚内層に比べて間隙率が高いため、稚内層よりも断層や亀裂の影響が小さいことを反映している可能性がある。
上原 真一*; 嶋本 利彦*; 舟木 泰智; 新里 忠史; 操上 広志; 大西 有三*; 松本 拓真*
no journal, ,
地下深部の透水特性を決定することは、地下流体循環,廃棄物地中処分,二酸化炭素地中貯留等さまざまな分野において極めて重要である。地下深部の浸透率分布を推定するうえで、亀裂や断層の影響をどのように評価するかは大きな課題のひとつである。原位置透水試験からは測定地点における透水特性を評価するうえで有用な情報が得られるが、原位置試験のみからそれ以深の性質を評価することは困難である。これに対し室内試験は、拘束圧を変化させて試験することで深さ10km以上の条件下での水理特性を推定することも可能である。本研究では、北海道幌延地域の新第三紀堆積岩を対象に、室内試験と原位置試験結果の比較を試みた。
岡崎 啓史*; 嶋本 利彦*; 上原 真一*; 新里 忠史
no journal, ,
地下の岩石の浸透率や間隙率などの水理特性データは、地層処分で重要となる地下深部での流体移動を推定するうえで必要不可欠な情報である。特に、褶曲や断層帯の形成に伴う変形作用は岩石の水理特性に大きな影響を与えるが、これまで変形作用と水理特性との関連性にかかわる研究例は少ない。幌延深地層研究計画では、地下水流動の長期的な変化を予測するための調査・解析技術に関する研究として、地質構造と水理特性の関連性の調査を進めている。これまでの研究から、幌延地域では衝上断層褶曲帯の地質構造が発達し、褶曲や断層帯の形成及び地層の圧密などの変形作用と岩石の水理特性とに強い関連性のあることが示唆されている。そこで、岩石の水理特性に対する変形の影響を確認するため、幌延町内に分布する新第三紀堆積岩のボーリングコア試料を用いて地下深部の圧力条件下で三軸圧縮変形試験を行った。その結果、勇知・声問層は変形に伴い圧密が進行し流体が通りにくくなり、稚内層は変形による破断面の形成で流体が通りやすくなることがわかった。これらの結果を地下水流動解析に反映することにより解析の不確実性が減少するものと考えられる。
上原 真一*; 松本 拓真*; 嶋本 利彦*; 岡崎 啓史*; 新里 忠史
no journal, ,
流体移動に対する泥質岩のシール性能は地質構造や変形との関連性が示唆されており、健岩部とともに岩盤中の亀裂や断層破砕帯の水理特性を考慮して評価を行うことが重要である。泥質岩中の亀裂は、ある深度で透水性が健岩部と同等になると予想されるが、その深度依存性に関する定量的な評価の研究事例は少ない。幌延深地層研究計画では、堆積岩を対象とした地下水流動特性に関する調査研究を実施しており、健岩部と亀裂ともに水理特性データの深度依存性を考慮した地下水流動解析を行うことにより、堆積岩で予想される事象を考慮したより精度の高い流動特性の評価の例示ができると考えられる。本研究では健岩部と亀裂について水理特性データの深度依存性を明らかにするため、幌延地域の声問層珪藻質泥岩と稚内層珪質泥岩を用いて模擬亀裂を含む試料を作成し、等方性応力下における室内透水試験により、亀裂の透水性にかかわる深度(垂直応力)依存性を調査した。その結果、声問層では垂直応力が1.2MPa程度,稚内層では80MPa程度において、亀裂を含む試料の透水性が健岩部のそれと同等となり、その応力条件は健岩部における岩石の力学特性と関連が認められた。
青木 和弘; 瀬下 和芳; 田中 義浩; 亀高 正男*; 酒井 亨*; 岡崎 和彦*; 嶋本 利彦*
no journal, ,
4.11地震による活動区間と非活動区間との違いに注目した調査・研究を進めており、今回の発表では、活動区間である塩ノ平断層の地表露頭から採取した断層ガウジを用いた低速・高速摩擦試験結果について報告する。試験機は、中国地震局地質研究所が所有する回転剪断式低速・高速摩擦試験機を用いた。試料は、塩ノ平断層のうち、別当露頭で確認された結晶片岩中の幅数十cmの厚い断層ガウジから採取したもの、塩ノ平露頭で確認された砂岩と結晶片岩の接する断層面に沿って確認された断層ガウジより採取した。試験条件は、断層ガウジ試料の初期圧密を1
5MPa、垂直応力1.02.0MPa、すべり速度20mm/s2.1m/sとし、低速・高速摩擦試験を実施した。また、無水及び含水条件下で実施し、更に、摩擦の速度依存性についても求めた。試験結果からは、両露頭の断層ガウジは、無水条件下で0.60.8程度の高い摩擦係数を示すのに対して、含水条件下では0.10.2の極めて低い摩擦係数を示した。また、断層ガウジの摩擦係数は速度の増加とともにわずかに増加し、高速ほど摩擦が大きくなる「速度強化」の性質をもつことが明らかになった。
青木 和弘; 瀬下 和芳; 田中 義浩*; 丹羽 正和; 増田 祐輝; 亀高 正男*; 酒井 亨*; 嶋本 利彦*
no journal, ,
2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(2011年の東北沖地震の最大余震)によって、東北日本南東部の福島県いわき市で、北北西から南南東へ延びる地表地震断層が出現した。石山ほか(2011)によって塩ノ平断層と命名された(以下活動区間と呼ぶ)。この断層の南方延長部では同方向のリニアメントが識別され車断層と呼ばれているが、この区間には地表変位は現れなかった(以下非活動区間と呼ぶ)。われわれは4.11地震による活動区間と非活動区間との違いに注目した調査・研究を進めており、2015年の連合大会では活動区間の露頭サンプルを用いた摩擦実験結果を報告した。今回の発表では、活動区間と非活動区間の両方で掘削した浅層試錐コアから採取した断層ガウジを用いた低速高速摩擦実験結果について報告する。
瀬下 和芳; 青木 和弘; 亀高 正男*; Nussbaum, C.*; 嶋本 利彦*; Ma, S.*; Yao, L.*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、スイスMont Terri地下研究施設の主断層を対象としたSIMFIPプローブを用いた断層スリップ試験(注水実験)に参加している(Nussbaum et al., 2011; Guglielmi, 2015)。この試験の解析に資することを目的に、試験区間のコアの摩擦試験を行った結果を報告する。試験結果からは、すべり速度0.021mm/s以下の場合は、わずかな速度強化を、0.021mm/s以上の場合は顕著な速度強化を示した。なお、本調査結果と、われわれが別途進めている福島県浜通りの地震(2011.4.11)で出現した塩ノ平断層における断層ガウジの摩擦実験(青木ほか、2016)との比較についても報告する。
青木 和弘; 瀬下 和芳; Guglielmi, Y.*; Nussbaum, C.*; 嶋本 利彦*; Ma, S.*; Yao, L.*; 亀高 正男*; 酒井 亨*
no journal, ,
JAEA participated in the Fault Slip Experiment of Mont Terri Project which aims at understanding (1) the conditions for slip activation and stability of clay faults, and (2) the evolution of the coupling between fault slip, pore pressure and fluids migration. The experiment uses SIMFIP probe to estimate (1) the hydraulic and elastic properties of fault zone elements, (2) the state of stresses across the fault zone and (3) the fault zone apparent strength properties (friction coefficient and cohesion). To elaborate on the Fault Slip Experiment, JAEA performed friction experiment of borehole cores of depths 47.2m and 37.3m using a rotary-shear low to high-velocity friction apparatus at Institute of Geology, China Earthquake Administration.
瀬下 和芳; 青木 和弘; 田中 遊雲; 丹羽 正和; 嶋本 利彦*; Ma, S.*; Yao, L.*; 亀高 正男*
no journal, ,
The April 11, 2011 Fukushima-ken Hamadori Earthquake (the largest aftershock of the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake) formed co-seismic surface ruptures in NNW-SSE direction in Iwaki City, Fukushima Prefecture, Japan, named Shionohira Fault (hereafter called active segment). A N-S trending geological fault with lineaments (Kuruma Fault) along the southern extension of Shionohira Fault showed no surface ruptures (hereafter called non-active segment). The current report discusses differences of active and non-active segments by conducting low to high-velocity friction experiments on the gouge from shallow borehole cores.
青木 和弘; 瀬下 和芳; Nussbaum, C.*; Guglielmi, Y.*; 嶋本 利彦*; 酒井 亨*; 亀高 正男*; Ma, S.*; Yao, L.*
no journal, ,
スイスMont Terri地下研究施設の主断層を対象としたSIMFIPプローブを用いた断層スリップ試験(注水実験)の解析に資することを目的に、試験区間のコアの摩擦試験を行った。試験機は、中国地震局地質研究所が所有する回転剪断式低速・高速摩擦試験機を用い、試験条件は室温下で無水及び含水条件下で、垂直応力は1.4および4.0MPa、ホスト試料として岩石に近い挙動を示すTiAlV合金製ピストンを用い、すべり速度は0.2microns/s2.1mm/sとし、低速・中速摩擦試験を実施して摩擦の速度依存性などを求めた。