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椹木 義一*
JNC TJ7400 2002-013, 212 Pages, 2003/02
JNC-TJ7400-2002-013.pdf:14.11MB
(1)第二次取りまとめに基づく地質環境の調査・解析技術の実用化に向けた課題に関する研究 地質環境の調査・解析技術の実用化に向けた課題に関する研究を、処分技術、性能評価、地質環境の各観点から実施した。処分技術の観点からは、1.微小破壊音(AE)計測による掘削影響領域(EDZ)の評価技術の研究、2.低透水性岩盤に対するフラクチャージーリング技術の研究の各課題について次の成果を得た。1.では、高剛性三軸圧縮試験と、その個別要素法による数値解析を行い、岩石の破壊現象とAE信号との関係を検討した。AE計測結果を応力変化と関連付けて掘削の各段階での掘削影響領域の発生・進展挙動を高い精度で評価できる見通しを得た。2.ではグラウトの動的注入メカニズムの解明および最適注入条件について理論面から主として検討した。注入材料の粘性、注入圧力の振幅、周波数が及ぼす亀裂内部における振動圧、注入流量への影響を明らかにした。またグラウト充填メカニズムを説明する数値解析手法を構築し、これを用いて現場実験のシミュレーションを行い実測値と良好な対応を確認した。このことからグラウトの充填メカニズムを明らかにすることが出来た。
椹木 義一*
JNC TJ7400 2001-011, 401 Pages, 2002/02
平成13年度に実施された研究内容は以下に集約される。(1)第2次取りまとめに基づく地質環境の調査・解析技術に関する研究開発課題の提示 今後実用化に向け必要な研究課題の抽出、検討を処分技術、性能評価、地質環境の各観点から行った。処分技術の観点からは、1.処分施設の設計技術の体系化、2.深部地下水の流動評価と地下水環境の制御技術の開発、3.調査技術と設計技術の統合と体系化の3点が実用化に向けて早期に着手する課題として提示した。性能評価の観点からは、1.総合的安全評価における各シナリオ、モデル、データの不確実性の取扱いを定量化し具体的判断基準に用いられる形とすること。2.選定段階に応じた形での判断材料は、科学的信頼性と論理の首尾一貫性を明確にして非専門家にも理解できる形での提示が重要であることを課題として提示した。また個別課題として地下水の酸化還元電位につき論じた。地質環境の観点から、1.(活)断層運動の影響に関する調査・解析技術の開発、2.割れ目の寿命と自己シール性に関する調査・解析技術の開発、3.二アフィールド環境の地球化学プロセスに関する調査・解析技術の開発を課題として提示した。(2)調査・解析手法の高度化・体系化 深地層における硬岩系不連続性岩盤の透水性評価に関する研究では、具体的には、多点式地下水観測装置の温度データを用いた地下水流動推定技術の研究を行った。地下水温から1.鉛直及び水平方向の地下水流速、2.鉛直方向の温度プロファイルからの涵養域、流出域の判断、3.水平方向の温度分布から、低温となる涵養域、高温となる流出域の判断、4.計測対象地域の広域地下水流動系の状態について解析及び考察を実施した。岩盤浸透流の3次元特性の調査・解析では、割れ目系の規則性に着目した地下水流動解析手法の研究を行い、1.MIU地域の1000mボーリングに見られる割れ目から、主要割れ目を取り出す技術の提案、2.3次元ビジュアリゼーシヨン法を用いて主要割れ目の連続性評価の実施、3.岩盤内の物質移動解析を行う場合、主要割れ目内の移動と全体的な割れ目系内の移動に分けて解析することの重要性の提起、4.主要割れ目内の開口割れ目交線部付近の地下水流れと物質移動に関する解析プログラムの作成及び交線部分の物質ミキシングの検討を実施した。水理試験法および水理試験装置の開発研究では、1.原位置における
椹木 義一*
PNC TJ1559 98-002, 260 Pages, 1998/03
「不連続性岩盤の浸透流解析と確率論的評価に関する研究」については、浸透流問題について数値解析手法を用いて予測手法を開発する。そして、浸透問題において最も重要なパラメーターであり、大きな影響を持つと考えられる浸透計数の不確定性を考慮しうる解析手法を開発する。｡岩盤浸透流の三次元特性の調査と解析｢については、従来の研究成果と今回の研究課題、破砕帯構造の研究及び割れ目系形態の群としての把握について報告があった。「水理試験法及び水理試験装置の開発研究」については、バッファー材への浸透挙動及び岩盤内の不飽和浸透を定量的に評価するための計測方法として、FDR法の土中水分計測法としての適用性の検討とFDR法を用いた室内試験の一例として瞬時水分計測法を研究した。「深層水理の調査手法及びモデル化に関する研究」については、広域地下水流動を追跡することを目的として、地表地形の離散化手法流体・熱移動の取扱い手法、逆解析情報量に関する検討を行った。地層内物性分布を如何にして少数の観測孔のデータから逆解析するか、そのためにはどのような情報をとればより分解能があがるか、を検討した。実際には、いくつかの周期生産方式の場合に逆解析を実行し、逆解析特性(解の収束性、偽像)を検討し、広域を対象とした最適な井戸試験形態を考えて行きたい。「地下水の地球化学特性調査に関する研究」については、主として海底のコアに依存している古気候、古水文に関する情報を、陸水である地下水を利用して解析することを試みるため、数十万年スケールの比較的単純な地下水流動系をもつオーストラリアの大鑽井盆地の地下水を利用し、環境同位体(炭素14および塩素36、ヘリウム4)による年代決定と、安定同位体を用いた涵養時の温度、降水量関連の情報の解析を行った。「再冠水現象に関する検討」については、「神奈川県相模原市に建設された、地下空間利用実験施設ミニドーム」埋め戻しに伴う、地下空洞の再冠水過程の地下水挙動を利用して、地下空洞周辺地盤の地下水環境変化と埋め戻しに伴う熔存物質の移流・拡散の実体を把握し、地下空間利用に伴う地下水環境の保全に資することを目的として、試験実施機関であるエンジニアリング振興協会地下利用開発センター等と検討を行った。
椹木 義一*
PNC TJ1559 97-001, 190 Pages, 1997/03
花崗岩における岩盤工学に関する調査試験研究は、岩盤物性と地殻応力に関する研究の一環として、結晶質岩系の花崗岩についての岩盤工学の基礎的研究、すなわち岩盤応力、岩盤の長期安定性および岩盤割れ目の透水性や止水性の変化、岩盤内単一不連続面の基本的特性に関する原位置(釜石原位置試験場)や、室内での試験に基ず基礎的・理論的な研究を行うものである。「岩盤内割れ目の止水性とグラウト材料の流動に関する研究」は、グラウト範囲を自由にコントロール可能な工法を目標に、これまで釜石鉱山550mLの坑道を利用した原位置試験により、グラウト注入試験を繰り返し、実技上の知見取得を試みてきた。本年度も、CGSを注入材料として原位置においてグラウトを実施し(1)CGSに拠るグラウトの再現性の確認、(2)ルジオンテストに拠る効果の判定、(3)流入観測に基ずく割れ目の連絡の判定などを行い、さらに室内実験を中心に、(4)注入材料の物性測定、(5)長期安定性の確認について実験を行い取り纏めて報告する。「花崗岩の動的および静的荷重による強度・変形特性への影響と内部亀裂の観察に関する研究」については、釜石鉱山から採取した花崗閃緑岩のクリープ特性と疲労特性を把握し、比較・検討するために、サーボコントロール剛性試験機(MTS社製)を用いてクリープ試験及び疲労試験を行った。さらに、一軸圧縮試験における変形・破壊挙動とクリープおよび疲労過程における変形・破壊挙動との関係を調べるため、クリープ試験および疲労試験の途中から一軸圧縮試験に移行する試験を行った。「坑道周辺岩盤の力学的状況の精密調査」については、坑道周辺岩盤の力学的状況を精密に調査する手法として、地圧測定、高精度クリープ試験、孔内点載荷試験を取り上げた。そして、これらの計測技術の開発を進め、計画釜石鉱山の250mレベル坑道を利用して原位置計測を実施し、現場での適用化試験を進めるとともに、測定データの取得と解析を行った。
椹木 義一*
PNC TJ4559 89-001, 121 Pages, 1989/07
(1)広域地下水流動系調査の考え方 広域地下水流動系調査に関する基本的な考え方を示し、調査・解析の項目及び手順を全体フロー図として取りまとめた。(2)結晶質岩岩盤浸透流(フラクチャーフロー)に関する研究 結晶質岩をモデル化し、その挙動予測を行うための方法論として地盤統計手法を応用した方法の検討を行った。一次元の例題として、花崗岩のRQD値の推定評価、二次元の例題として岩盤の露頭面の節理の本数、総長の評価を実施した。また、三次元問題への適用性についても検討した。(3)広域三次元地下水流動機構に関する研究 東濃鉱山周辺を例として、三次元有限要素法プログラム(コード名TAGSUC)を用いた広域地下水流動解析を実施した。その結果、ウラン鉱床の形成に係わる新第三紀層と周囲の花崗岩との関係を裏づける知見が得られた。(4)水理試験法及び水理試験装置の研究 動燃事業団が開発した低水圧制御水理試験機(動燃式JFT)の測定原理、機器構成、測定データなどを詳細に検討して、装置としての信頼性を評価した。その結果、動燃式JFTは難透水性地層に対して高い性能を有すると評価された。また、改良すべき問題点も抽出された。