Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
中嶌 誠門*; 瀬尾 昭治*; 尾上 博則; 石橋 正祐紀; 三枝 博光; 澤田 淳
第42回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.107 - 112, 2014/01
日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪市において地層処分技術に関する研究開発の一環として、超深地層研究所計画を進めており、結晶質岩における深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備を目的の一つとして調査研究を実施している。本研究では、結晶質岩中の物質移動特性評価を行ううえで重要となるパラメータの抽出を目的として、原位置調査データに基づく研究坑道周辺領域(100mスケール)の水理地質構造モデルの構築、地下水流動解析、及び粒子追跡解析を実施している。本稿では、地下坑道周辺で取得したデータに基づく水理地質構造モデルの構築方法について示す。特に水理地質構造モデルの構築に必要な水理特性パラメータの設定方法について検討を行った。
山本 信幸; 岩野 圭太*; 並川 正*; 森川 誠司*; 瀬尾 昭治*; 田部井 和人*; 戸井田 克*; 横田 秀晴
JAEA-Research 2013-003, 252 Pages, 2013/06
JAEA-Research-2013-003.pdf:77.85MB
多数の割れ目を有する岩盤中に坑道を掘削する場合、坑道周辺では割れ目の挙動に起因する力学特性や水理特性の変化が生ずると考えられる。このため、掘削影響領域の評価には割れ目発生等に起因する力学・水理挙動を原位置計測で把握するとともに、割れ目の挙動を考慮できる連成解析による評価が必要となってくる。本研究では、MBCモデル(Micromechanics-Based Continuum model)を用いた水平坑道掘削に伴う3次元力学-水理連成解析の事前・事後解析を実施した。事前解析では、140m調査坑道掘削初期段階において、地上及び地下の調査データを用いた解析を実施した。その結果、MBCモデルによる割れ目の開口と透水係数とがシンクロし、当解析が坑道周辺岩盤の掘削挙動予測に適用可能であることを確認した。事後解析では、140m調査坑道掘削が完了した段階で、事前解析の時点から新たに得られた調査データをもとに初期応力,岩盤力学物性,岩盤水理物性を見直すとともに、割れ目物性に関するデータを追加して解析を実施した。その結果、解析結果は原位置計測結果と力学的にも水理的にも整合がとれ、実現象に近い坑道周辺岩盤の掘削挙動予測が可能であることを確認した。
小松 満*; 西垣 誠*; 瀬尾 昭治*; 平田 洋一*; 竹延 千良*; 田岸 宏孝*; 國丸 貴紀; 前川 恵輔; 山本 陽一; 戸井田 克*; et al.
JAEA-Research 2012-001, 77 Pages, 2012/09
JAEA-Research-2012-001.pdf:4.85MB
本研究は、地下水流動解析の上部境界条件として必要となる地下水涵養量を土壌に浸透した水分量から求める手法に着目し、その算定手法の体系化と現場で安定して長期間計測可能なシステムの構築を目的として実施した。計測システムの開発においては、多点かつ長距離に渡る計測が可能な光ファイバーの歪計測原理を、サクションによる圧力計測,土中湿度計測,吸水膨張材を適用した体積含水率計測の3方式に適用する場合についてそれぞれ検討した。さらに、浅層における降水の土中への浸透量を直接的に計測する手法として、現地水分量の計測結果から直接浸透量を算定する手法と、不飽和透水係数の値から浸透量を推定する手法について現地に計測機器を設置してその有効性を確認した。
小松 満*; 西垣 誠*; 瀬尾 昭治*; 戸井田 克*; 田岸 宏孝*; 竹延 千良*; 山本 陽一
地下水地盤環境に関するシンポジウム2011発表論文集(CD-ROM), p.17 - 26, 2011/11
放射性廃棄物地層処分等の大深度地下空間開発において、大局的な地下水流動挙動を定量的に評価することが重要であるが、飽和・不飽和浸透解析においては、水理地質構造モデルの構築とともに境界条件の設定が重要である。具体的には、上部境界条件として必要となる地下水涵養量であり、タンクモデル等を用いた予測手法は幾つか提案されているが、実際にこれらを利用する際には不確実性を多く含むことから、対象領域において土壌に浸透した水分量から定量化する手法が有効であると考えられる。そこで、浅層における土中への浸透量を直接的に計測する手法として、現地水分量の計測結果から直接浸透量を算定する手法と、さらに不飽和透水係数の値から浸透量を推定する両手法について検討した。これらの手法により降雨浸透量を試算したところ、従来の水収支法による算定結果と比較的近い結果が得られた。さらに、今後の現地水分量計測の課題についてまとめた。
瀬尾 昭治*; 國丸 貴紀; 中嶌 誠門*; 戸井田 克*; 渡辺 邦夫*; Sohail, A. R.*
JAEA-Research 2008-126, 120 Pages, 2009/12
JAEA-Research-2008-126.pdf:29.29MB
本報告書では、長期水圧モニタリングシステムによる間隙水圧の観測データについて、気圧や地球潮汐といった主要な影響因子を現状データから分離するとともに、遺伝的アルゴリズム及びニューラルネットワークを利用した解析手法を用いることにより各観測孔における間隙水圧の相互関係を解析し、対象地域の水理地質構造に関する考察を行った結果について報告する。検討対象とした6孔(HDB-1,3,6,7,8,9)の試錐孔における間隙水圧観測データについて、気圧や地球潮汐等による影響因子について分離解析プログラム(BAYTAP-G)を用いて分離した結果、間隙水圧の変動要因として、相対的に潮汐変動による影響は小さく、気圧変動による影響が大きいことがわかった。また、試錐孔間相関解析によれば、地下深度約400mでは、HDB-3孔,HDB-6孔,HDB-7孔,HDB-8孔が1つの間隙水圧変動領域であり、HDB-1孔及びHDB-9孔はそれぞれ別の変動領域である可能性が示唆された。
操上 広志; 竹内 竜史; 藪内 聡; 瀬尾 昭治*; 戸村 豪治; 柴野 一則; 原 稔; 國丸 貴紀
土木学会論文集,C, 64(3), p.680 - 695, 2008/09
日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において地層処分研究の一環として幌延深地層研究計画を進めている。本論文では、地上からの調査研究段階のうち、地下水流動に関する主な調査研究の成果について記述した。水文調査では、涵養量が流域によって異なり、これが植生や地形に依存する可能性を示した。ボーリング調査では、数10
100mの水理試験区間の規模では透水係数にばらつきや深度依存性があること,室内試験規模では過去に受けた応力状態の影響も反映していること,深部に高い全水頭が保持されていることがわかった。地下水流動解析からは、調査地域の地下水が東側の山を涵養域として大局的に東から西に向かい、局所的には地形勾配や地質構造に支配されて流動していることがわかった。
戸井田 克*; 須山 泰宏*; 瀬尾 昭治*; 渥美 博行*; 尾方 伸久
JAEA-Research 2008-035, 89 Pages, 2008/03
JAEA-Research-2008-035.pdf:5.66MB
東濃地科学センターにおける地層科学研究では、地表から地下深部までの水理特性や地下水の地球化学特性を把握するために、各種の調査・検討を行っている。これらの研究では、調査の各段階において構築される各種モデルの不確実性をできるだけ定量的に記述し、それを効率よく低減する調査の進め方を明らかにすることが重要な課題である。一般に岩盤においては、それに伴う不確実性が均質な媒体に比較して大きいため、調査量と調査結果に含まれる不確実性との関係を評価することが極めて重要となる。この両者の関係を数学的に解析する手法の一つとして地球統計学的手法があり、これは地下に埋蔵する資源量の評価など他分野において用いられてきた実績がある。本研究では、地球統計学とファジー理論を応用し、不確実性を定量化し、その不確実性を低減するという新たなアプローチを考案した。平成18年度は、これまでに実施した2次元と3次元の地質構造のモデル化及び地下水流動解析結果を踏まえ、不確実性評価手法の体系化を行った。そして、体系化した手順に沿って一連の評価事例を整理した。また、本手法を効果的に活用できるように適用すべき原位置調査手法を提案するとともに、地質環境の不確実性の観点から地下施設設計時に考慮すべき事項を整理した。
瀬尾 昭治; 操上 広志; 藪内 聡; 原 稔
JAEA-Research 2006-079, 22 Pages, 2007/03
JAEA-Research-2006-079.pdf:5.57MB
日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターでは、幌延深地層研究計画の一環として表層水理調査を実施している。表層水理調査のうち、地下水位測定は、地下水流動解析に用いる上部境界条件の一つである地下水位の分布とその季節変動を明らかにすることを目的としている。本報告書は、2003年(平成15年)12月から2005年(平成17年)10月までの地下水位測定結果とそれに基づく表層付近の地下水流動特性に関する検討結果を示したものである。地下水位の継続的な観測により、(1)研究所設置地区を含む清水川流域とペンケエベコロベツ川流域の分水嶺が、観測測線においては地形上の分水嶺よりもやや南(清水川流域)よりに位置すること,(2)地下水位変動は積雪・融雪の影響が最も大きく、そのほかに降水による影響が認められること,(3)地下水位の変動幅は場所により異なり、大きいところで5m程度まで達し、また、沢での水位変動は小さいこと,(4)降水後の地下水位のピークは河川水位のピークよりも緩やかで、2日から3日程度遅れることがわかった。
瀬尾 昭治*; 戸井田 克*; 小林 一三*; 田中 真弓*; 松井 裕哉; 國丸 貴紀; 操上 広志
日本地下水学会2006年秋季講演会講演要旨, p.310 - 315, 2006/10
日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町に分布する新第三紀堆積岩を対象として、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術の研究開発を主たる目標としたプロジェクト(幌延深地層研究計画)を実施している。本プロジェクトで対象としている新第三紀珪質岩は、透水性が極めて小さい難透水性岩石であることがわかっており、その透水係数の定量的評価は、信頼性の高い水理地質構造モデル構築のうえで重要な課題の一つである。難透水性岩石を対象とした室内透水試験法としては、トランジェントパルス法,フローポンプ法などが適用されているが、本報では新第三紀珪質岩に対して、従来型のフローポンプ式透水試験装置を改良した閉鎖型フローポンプ式透水試験装置を適用した結果について報告する。なお、透水試験に用いた岩石試料は、幌延深地層研究計画の中で掘削したHDB-10孔(掘削長約550m)のボーリングコアのうち深度約500mから採取した珪質泥岩(稚内層)試料である。
藪内 聡; 操上 広志; 瀬尾 昭治*; 原 稔; 國丸 貴紀; 竹内 竜史
JAEA-Research 2006-056, 32 Pages, 2006/09
JAEA-Research-2006-056.pdf:1.87MB
日本原子力研究開発機構では、幌延深地層研究計画における地質環境モニタリング技術開発の一環として、これまでに掘削したボーリング孔に地下水の水圧・水質長期モニタリング装置を設置し、地下施設建設前の地下水の長期モニタリングを実施している。HDB-1,2,3,6,7,8孔では、観測される水圧はおおむね安定した値を示しているが、一部のボーリング孔並びに観測区間では観測開始から現在に至るまで水圧の長期的な変動が認められる。また、研究所設置地区から7km程度離れたHDB-2孔では、研究所設置地区周辺と比べて高い水圧が認められる。観測される水圧から全水頭を算出した結果、研究所設置地区周辺では、深度が大きくなるにしたがって全水頭が高くなる傾向が認められることや、おおむね東から西の方向に動水勾配が生じていると推察されること等の知見が得られた。さらに、これらの観測を通じ、設置したモニタリング装置の適用性を確認することができたとともに、装置を構成する機器の一部に関して改善点等が明らかになった。
操上 広志; 國丸 貴紀; 藪内 聡; 瀬尾 昭治; 下茂 道人*; 熊本 創*
Proceedings of 2nd International Conference on Coupled T-H-M-C Processes in Geo-systems; Fundamentals, Modeling, Experiments and Applications (GeoProc 2006), p.584 - 589, 2006/05
日本原子力研究開発機構が進めている幌延深地層研究計画では、堆積岩の水理地質及び地球化学に関する調査・モデル化を実施している。本論文は水理地質調査及びモデル化の現状を報告するものである。水理地質調査はおもに深層ボーリング孔を利用した水理試験,フローメーター検層,コアを利用した室内試験から成る。これまでの調査から、透水係数に深度依存性があることや割れ目帯が水理特性に大きく寄与していることがわかってきた。これらの知見に基づき、割れ目帯の空間的分布を考慮した等価不均質連続体モデルを利用した地下水流動解析を実施し、水圧と比較することでモデルの妥当性を検討した。
2004年7月 -瀬尾 昭治; 竹内 竜史; 操上 広志; 原 稔
JNC TN5400 2005-005, 84 Pages, 2005/08
JNC-TN5400-2005-005.pdf:16.46MB
核燃料サイクル開発機構(以下「サイクル機構」という。)幌延深地層研究センターでは,幌延深地層研究計画の一環として,表層水理調査を実施している。表層水理調査では,地下水浸透流解析に用いる上部境界条件の一つである地下深部への地下水涵養量を算出するための算出方法の一つとして,水収支法を採用している。水収支法とは,流域にもたらされる雨量から河川流出高と蒸発散量を差し引いた残差を地下水涵養量として算出する方法である。そのため,2002年から順次,河川流量観測および気象観測体制の整備を行い,観測を継続している。本報告書では,研究所設置地区周辺の3流域(P-1,P-2,P-3流域)について観測体制が整った2003年8月から2004年7月までの1年間の地下水涵養量を水収支法により求めた結果について報告する。その結果,当該1年間の地下水涵養量はP-1,P-2,P-3の各流域で約230 [mm],-20 [mm],340 [mm]となり,P-1,P-3流域は涵養域,P-2流域は絶対値は小さいものの流出域となった。また,これら3流域全体の地下水涵養量は約100 [mm]と試算された。
操上 広志; 竹内 竜史; 瀬尾 昭治
JNC TN5400 2005-003, 97 Pages, 2005/07
JNC-TN5400-2005-003.pdf:22.19MB
本報告書は,幌延深地層研究計画における平成16年度までの水理モデル構築・更新のプロセスを示したものである。本計画における第1段階(地上からの調査研究段階)を,「既存情報に基づく調査フェーズ」と「ボーリング孔を利用した調査フェーズ」に分け,各フェーズでの水理モデルの位置づけ,解析プロセス,解析結果について記した。既存情報に基づくフェーズでは,既存情報の分析により抽出された重要な水理特性に基づいて水理モデルを構築し,感度解析によって効率的な調査の提案を行うプロセスを説明した。一方,ボーリング孔を利用した調査フェーズでは,ボーリング調査を含む一連の調査結果の総合的な説明を通じて地下水流動特性の解釈を試みた。既存情報では考慮していなかった,稚内層中の割れ目帯が水理特性に大きく影響を及ぼしているという概念のモデル化のほか,地下水中の塩分の挙動,異常高圧に対する解析的な検討結果についても述べた。
瀬尾 昭治; 新里 忠史; 操上 広志; 安江 健一; 藪内 聡; 原 稔; 國丸 貴紀; 中山 雅; 舟木 泰智; 山口 雄大
no journal, ,
隆起・沈降や侵食による地形・地質構造の変化は、動水勾配や水理地質構造の変化を通じて、地下水流動特性や地下水水質に影響を及ぼすと考えられる。地層処分で必要となる万年オーダの時間スケールで地質環境を予測するためには、隆起,沈降並びに侵食の速度や量の予測を行う必要がある。その際には、過去から現在に至る変遷からその傾向を把握し、将来に外挿する方法が一般的である。本報告では、幌延町北進地区を事例とした浮流土砂流量の推定を行うとともに、浮流土砂流量に基づく侵食量の将来予測手法について検討したので、その結果を報告する。
中嶌 誠門*; 瀬尾 昭治*; 戸井田 克*; 國丸 貴紀
no journal, ,
日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターでは、幌延深地層研究計画の一環として地下深部における間隙水圧の長期モニタリングを実施してきた。今回、間隙水圧データの地震時応答分析及びトレンド分析を行った結果について報告する。地震時応答分析では、観測点付近で発生した有感地震に対する間隙水圧観測値の応答の有無を調査した結果、有感地震のうちマグニチュードがある程度大きな地震については、間隙水圧応答が現れる傾向があることがわかった。また、トレンド分析では、地球潮汐や気圧変動に伴う変動成分と観測装置の分解能に伴うノイズ成分を潮汐解析プログラムBAYTAP-Gを用いて分離した結果、元の観測データよりも滑らかでイベント時の急激な変化をある程度反映したトレンドラインを得たほか、得られた変動成分を比較した結果、地球潮汐の影響が比較的小さいことなどがわかった。
瀬尾 昭治*; 戸井田 克*; 渡辺 邦夫*; Sohail, A. R.*; 國丸 貴紀
no journal, ,
日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターでは、幌延深地層研究計画の一環として地下深部における間隙水圧の長期モニタリングを実施してきた。現在、深度500mから1000m級の試錐孔9孔の約70深度で観測を継続している。今回、間隙水圧データに関して、遺伝的アルゴリズム(GA法)及びニューラルネットワーク(BPANN法,GAANN法)の3手法を用いて同一孔及び他孔の相互相関や、他の観測値(潮汐,気圧,地下水位,河川水位,河川流量等)との相互関係解析及び予測解析等を実施したので、その結果について報告する。
田中 真弓*; 戸井田 克*; 渥美 博行*; 瀬尾 昭治*; 中嶌 誠門*
no journal, ,
地層処分の技術開発に必要な、坑道周辺のゆるみ域における詳細な水理特性の評価技術として、鹿島建設が開発した連続波地中レーダーとゆるみ域透水試験装置を用いた間隙水圧測定を東濃鉱山内で適用した事例を紹介する。
真田 祐幸; 杉田 裕; 國丸 貴紀; 岩野 圭太*; 森川 誠司*; 瀬尾 昭治*; 並川 正*
no journal, ,
原子力機構では、幌延深地層研究所の140m東側調査坑道において、水平坑道の施工と原位置試験を通じ、掘削影響領域の幅・物性変化の程度の把握,掘削影響領域のモデル化,掘削影響評価手法の確立を目的に掘削影響試験を実施している。本報告では、掘削影響領域の幅・物性変化の予測を主な目的として、等価連続体モデルに基づいた岩盤力学-浸透流連成解析プログラムの一種であるMBCモデルを採用し、坑道掘削解析を実施した。弾性解析とMBC解析との比較から、マトリクス部の変位と比べ不連続面の開口量は小さかったが、今回の設定条件では、解析上予想される透水係数の変動は大きく最大で5オーダー程度であった。また、不連続面が開口する領域は水平坑道壁面から奥行き1.5m程度以内であると推定された。今後、実測データと解析結果との対応関係を整理する作業やパラメータを含めた解析モデルの適用性の検討を行う予定である。
小松 満*; 西垣 誠*; 瀬尾 昭治*; 平田 洋一*; 國丸 貴紀
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物等の地層処分においては大局的な地下水流動を評価することが必要であり、これを定量的に行うための飽和・不飽和浸透流解析では境界条件の設定が重要である。地下水流動解析の上部境界条件として必要となる地下水涵養量の設定では、対象領域において土壌に浸透した水分量から定量的に求める方法が有効である。これまで土壌水分量は点のデータとして取得されてきたが、多点かつ長距離に渡って計測可能な光ファイバー方式に着目し、計測技術を構築する一環として、光ファイバーを用いた水分計測に関する基礎的な実験を行った。その結果、土壌水分計測に適していると考えられる二つの方式(FBG方式,FPI方式)は温度変化を考慮した校正により計測が可能であることを確認した。また、FBG方式において既存の吸湿膨張材を塗布した湿度センサーでは、浸潤過程で変化が認められたものの、排水過程で有効な変化が得られないことがわかった。今後、吸湿膨張材の材料の選定等について検討していく予定である。
小松 満*; 西垣 誠*; 瀬尾 昭治*; 田岸 宏孝*; 竹延 千良*; 岸 敦康
no journal, ,
大局的な地下水流動を定量的に評価する際、上部境界条件としての降雨浸透量の算定が必要であるが、一般的に知られる水収支法では計測項目が多く不確実性を含んでいる。そこで本研究では、対象領域における土中水分量の変化量から直接的に降雨浸透量を算定する手法に着目し、不飽和地盤における原位置透水試験結果を用いる方法について確認した。さらに現場透水試験結果の妥当性について室内試験により検証することで計測値に与える不確実性を推定した。
