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論文

透水性の空間的変化に着目した水理試験データに基づく水みちの連結性に関する考察

竹内 真司*; 澤田 淳; 竹内 竜史; 大丸 修二*; 戸谷 成寿*

第13回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.143 - 148, 2013/01

ボーリング孔を利用する水理試験から得られる圧力データを透水量係数相当値に変換し、その時間変化から異なる複数の水みちの連結性や連続性を推定する方法を、岐阜県東濃地域やフィンランドのオンカロサイトなどの亀裂性岩盤に適用しその有効性を検討した。その結果、当該手法により数十メートルの幅を持つ割れ目帯内部の水みちの連結性や主要な水みちの連続性が推定可能であることを示した。本手法により対象領域の地下水流動や物質移行のモデル解析に有用な情報が提供できることが期待される。

報告書

超深地層研究所計画の第2段階における単孔式水理試験結果

大丸 修二; 竹内 竜史; 尾上 博則; 三枝 博光

JAEA-Data/Code 2012-020, 44 Pages, 2012/09

JAEA-Data-Code-2012-020.pdf:6.96MB

超深地層研究所計画の第2段階(研究坑道の掘削を伴う研究段階)で実施された単孔式水理試験の試験結果(試験区間数:79区間)をデータセットとして取りまとめた。データセットには、試験区間深度,区間長,地質・地質構造,試験結果(代表値),試験手法,解析方法などの情報を一覧表で示した。

報告書

超深地層研究所計画,年度報告書; 2010年度

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 上野 孝志; 徳安 真吾; 大丸 修二; 竹内 竜史; et al.

JAEA-Review 2012-020, 178 Pages, 2012/06

JAEA-Review-2012-020.pdf:33.16MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」,「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2010年度は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めるとともに、第3段階(研究坑道を利用した研究段階)の調査研究を開始した。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」及び第3段階(研究坑道を利用した研究段階)における2010年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画(岩盤の水理に関する調査研究); 主立坑断層を対象とした水理学的調査

大丸 修二; 尾上 博則; 竹内 竜史

JAEA-Research 2012-008, 70 Pages, 2012/06

JAEA-Research-2012-008.pdf:21.39MB
JAEA-Research-2012-008(errata).pdf:0.54MB

日本原子力研究開発機構では、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究の一環として、結晶質岩を対象とした超深地層研究所計画を進めており、現在は、第2段階及び第3段階における調査研究を進めている。第2段階における調査研究の一環として、第1段階において構築した地質構造モデル、水理地質構造モデル及び地下水の地球化学概念モデルの妥当性の確認と更新を目的として、2010年度に瑞浪超深地層研究所の深度300m研究アクセス坑道100m計測横坑においてボーリング調査を実施した。主立坑断層を対象としたボーリング調査のうち、長期揚水試験の結果では、主立坑断層を境として水圧応答の傾向が大きく異なることが確認され、主立坑断層がその直交方向に対して低透水性であり、水理学的な境界を形成する地質構造であることが確認された。単孔式水理試験の結果では、母岩の変質を伴う割れ目帯において、9.4E-7m/sから3.8E-11m/sの透水係数を確認した。今回の結果から、母岩の変質を伴う割れ目帯は、透水係数が土岐花崗岩の上部割れ目帯の平均的な値である1E-7m/sオーダーの区間と、それよりも4オーダー程度低い主立坑断層近傍の区間に分類されることがわかった。

報告書

超深地層研究所計画; 主立坑断層を対象としたボーリング調査結果報告書

鶴田 忠彦; 武田 匡樹; 上野 孝志; 大丸 修二; 徳安 真吾; 尾上 博則; 新宮 信也; 石橋 正祐紀; 竹内 竜史; 松岡 稔幸; et al.

JAEA-Technology 2012-001, 134 Pages, 2012/03

JAEA-Technology-2012-001.pdf:41.2MB
JAEA-Technology-2012-001(errata).pdf:0.44MB
JAEA-Technology-2012-001-appendix(CD-ROM).pdf:6.37MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学研究ユニットでは、深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を段階的(第1, 2, 3段階)に進めている。このうち第2段階では、「研究坑道の掘削を伴う調査研究による地質環境モデルの構築及び研究坑道の掘削による深部地質環境の変化の把握」を段階目標の一つとして調査研究を進めている。本報告書では、第2段階の目標を達成するために、2010年度に深度300m研究アクセス坑道において実施した、主立坑断層を対象としたボーリング調査の結果を取りまとめた。本ボーリング調査は、瑞浪超深地層研究所の主立坑において認められる断層を対象として、2孔(10MI22号孔及び10MI23号孔)のボーリング孔掘削、地質学的調査、水理学的調査、及び地下水の地球化学的調査を実施した。その結果、主立坑断層及び周辺岩盤の割れ目や変質の特徴、水理特性、及び水質分布を把握することができた。

論文

Study on connectivity of water-conducting features in a fractured rock based on the fluid logging and hydraulic packer testing

竹内 真司; 竹内 竜史; 戸谷 成寿*; 大丸 修二

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/12

We established a methodology of investigations and analysis for estimating the connectivity of WCFs of a fractured rock mass. The flowing fluid electrical conductivity (FFEC) logging, one of the effective methods for identifying WCFs with high resolution, was conducted. Then hydraulic packer testing (HT) was carried out on each WCF. Transmissivity normalized plot (TNP) based on the pressure derivative plots, which can show time changes of transmissivity values, was then applied to the results of HT. The above series of methods has been applied to several fractured zones along boreholes. The results indicate almost the same value of transmissivity for each WCF in the fractured zone as the one of entire zone with similar orientation. Hydrochemical values are almost the same in each WCF. We conclude that the series of methodology of TNP analysis based on the HT focusing on the WCFs from FFEC logging results is a useful tool for evaluating the connectivity of WCFs.

論文

Interpretation of hydrogeological characteristics based on data from long-term cross-hole pumping test

尾上 博則; 竹内 竜史; 三枝 博光; 大丸 修二; 狩野 智之

Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 9 Pages, 2011/05

Groundwater flow conditions in crystalline rock are usually heterogeneous due to presence and characteristics of faults. Uncertainty of the hydraulic heterogeneity is influenced to safety assessment for geological disposal of high-level radioactive wastes. Therefore, evaluation of hydraulic and solute transport properties of the faults are a high priority investigation issue. A long-term cross-hole pumping test was carried out to evaluate hydraulic properties of a major fault in study area. In the test, completely different pressure responses were measured in monitoring boreholes on opposite sides of the fault. As a result, adequacy of groundwater flow conceptual model taking into account a hydraulic compartment structure was confirmed, and additional hydraulic compartment structure was inferred to occur. This study indicates long-term cross-hole pumping test are an effective method for hydrogeological characterization of heterogeneous fractured rock.

論文

光ファイバーを利用した多段式岩盤内変位計の開発

真田 祐幸; 杉田 裕; 大丸 修二; 松井 裕哉; 柏井 善夫*

Journal of MMIJ, 126(10,11), p.569 - 576, 2010/10

坑道周辺岩盤の長期的な挙動の把握は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の性能評価や坑道の設計・施工を行ううえで重要である。坑道近傍の変位を計測するためには、通常、電気式の地中変位計が埋設される。従来型の電気式地中変位計は数年に渡る使用では絶縁不良を生じるなど長期的な計測が困難であった。また、岩盤へのインパクトが小さい小口径のボーリング孔では多段化できないという問題があった。本論文では小口径で長期耐久性を有し、多段かつ高い精度での計測を可能にするために、光ファイバーを使用した地中変位計の開発を実施した。恒温槽内にて変位,温度を変化させた室内検定試験を行い、ブラッグ波長の変化量との対応関係を整理し、校正式の算出と測定精度の検証を行った。その結果、測定精度は測定範囲の0.5%又は1/100mmと今回設定した測定精度をおおむね満たしていた。また、変位計の性能の確認のために行った原位置性能確認試験結果から、ブラッグ波長の変化量から算出した変位は、実際に与えた変位量と良い一致を示した。さらに、作業性や作業時間については、通常用いられる電気式の地中変位計と同程度であり、原位置での実現可能性に対する見通しを得た。

論文

Hydrogeological characterization based on long term groundwater pressure monitoring

大丸 修二; 竹内 竜史; 武田 匡樹; 石橋 正祐紀

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.149 - 158, 2010/10

日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市において超深地層研究所計画を進めている。この計画は「第一段階:地表からの調査予測研究段階」、「第二段階:研究坑道の掘削に伴う研究段階」、「第三段階:研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分して進められている。第二段階調査において、立坑掘削に伴う地下水流動の変化に関する情報を得るため、研究所用地内とその周辺において長期水圧モニタリングが実施されている。立坑掘削に伴う地下水圧の変化は、大規模な揚水試験とみなすことができる。本研究では、第二段階における長期水圧モニタリング結果にCooper-Jacobの直線勾配法によるs-log(t/r$$^{2}$$)プロットを用いてサイトスケールでの水理地質構造の推定を試みた。その結果、(1)研究所用地周辺の水理場は断層Aによって区切られており、断層Aが水理学的なバリアとして機能していることがわかった。(2)s-log(t/r$$^{2}$$)によって計算された透水係数は1.0E-7m/sであった。(1)および(2)の結果は第一段階調査に基づく水理地質構造の概念モデルの妥当性を支持するものである。

報告書

超深地層研究所計画; 岩盤の水理に関する調査研究(2008年度)報告書

竹内 竜史; 三枝 博光; 大山 卓也; 毛屋 博道; 佐藤 敦也; 小坂 寛; 武田 匡樹; 大丸 修二; 竹内 真司

JAEA-Research 2010-018, 133 Pages, 2010/08

JAEA-Research-2010-018.pdf:28.5MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階;地表からの調査予測研究段階」,「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階;研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画である。現在は、第2段階における調査研究として、「研究坑道の掘削を伴う調査研究による地質環境モデルの構築及び研究坑道の掘削による深部地質環境の変化の把握」を段階目標の1つとして調査研究を進めている。本報告書は、2008年度に実施した岩盤の水理に関する調査研究の成果を取りまとめたものである。主な内容としては、研究坑道掘削に伴う地下水流動状況の変化の把握を目的として継続的に実施した水圧モニタリング,湧水量計測の結果を示すとともに、地下水涵養量推定手法の開発を目的とした表層水理観測の結果を示した。また、地下水圧モニタリングなどで得られた情報を用いて、サイトスケール及びブロックスケールの水理地質構造モデルの妥当性確認及びその更新にかかわる方法論を整備することを目的としたモデルの構築及び解析結果を示すとともに、研究坑道の設計・施工への迅速な情報提供を目的としたモデル化・解析技術として、GEOMASSシステムの有用性を示した。

報告書

光ファイバー式岩盤内変位計の開発,3

柏井 善夫*; 大丸 修二*; 真田 祐幸; 松井 裕哉

JAEA-Technology 2008-047, 77 Pages, 2009/07

JAEA-Technology-2008-047.pdf:31.84MB

本報告書は、大成基礎設計が日本原子力研究開発機構との契約により実施した研究成果に関するものである。この業務は、幌延深地層研究計画の第2段階以降における調査・研究計画(地下施設関連)に伴い、立坑部と水平坑道部の周辺岩盤で生じる大変形$$sim$$微小変形までを長期間に渡り安定して計測するための多段式の光ファイバセンサ式岩盤内変位計を開発することを目的としている。本年度は、前年度まで浅部用1種類、深部用1種類であったプロトタイプを浅部用1種類,深部用2種類の構成に変更して、測定対象領域を拡大した実証実験用装置を製作し、設置実験と1か月の継続観測データの取得を行った。また、爆発危険場所において作業可能な防爆型の光ファイバ融着接続装置のプロトタイプを試作した。以上の結果をとりまとめるとともに本格的な機器の製作に向けた課題を抽出整理した。

報告書

光ファイバーを用いた地下水圧観測システムの適用性確認試験

平田 洋一*; 大丸 修二*

JNC-TJ7410 2005-008, 28 Pages, 2004/03

JNC-TJ7410-2005-008.PDF:0.91MB

本件では光ファイバーを用いた水圧計の,現状とは異なる環境下での適用性を確認するとともに,設置環境の整備ならびにデータ回収作業の効率化のための作業を実施した。

口頭

Development of borehole multiple deformation sensor system

柏井 善夫*; 大丸 修二*; 真田 祐幸; 松井 裕哉

no journal, , 

The multiple deformation sensor system for small diameter borehole is required for the monitoring of high-level radioactive waste disposal site. The conventional monitoring systems are only available to the large borehole and only available for 6 or less measurement sections. The Borehole Multiple Deformation Sensor System was developed based on the FBG sensor technology that can be set in a 66 mm diameter borehole and available for 9 or more measurement sections. This sensor consists of deformation sensor units of three ranges; 50 mm for shallow part, 7 mm and 1 mm for deep part from tunnel wall. These sensor units for deep part also have the self compensation function for the temperature variation. The developed sensor system is applying for the monitoring of ground deformation in the Horonobe Underground Research Center.

口頭

幌延深地層研究計画,地質環境調査技術開発; 光ファイバーを利用した多段式地中変位計の開発

真田 祐幸; 杉田 裕; 大丸 修二; 松井 裕哉; 柏井 善夫*

no journal, , 

幌延深地層研究計画の第2,3段階では地上からの調査研究段階によって検討した坑道周辺の掘削影響の評価や設計の妥当性の検討において、坑道周辺の長期的な変形挙動を把握することが重要となる。従来型の電気式地中変位計は数年に渡る使用では絶縁不良を生じるなど長期的な計測が困難であった。また、岩盤へのインパクトが小さい小口径のボーリング孔では多段化できないという問題があった。本報告では小口径で長期耐久性を有し、多段かつ高い精度での計測を可能にするために、光ファイバーを使用した地中変位計の開発を実施した。恒温槽内にて変位,温度を変化させた室内検定試験を行い、ブラッグ波長の変化量との対応関係を整理し、校正式の算出と測定精度の検証を行った。その結果、測定精度は測定範囲の0.5%又は1/100mmと今回設定した測定精度をおおむね満たしていた。変位計の性能の確認のために行った原位置性能確認試験結果から、ブラッグ波長の変化量から算出した変位は、実際に与えた変位量と比較的良い一致を示した。作業性や作業時間については、通常用いられる電気式の地中変位計と同程度であり、原位置での実現可能性を確認することができた。

口頭

超深地層研究所計画; 岩盤水理に関する調査研究

竹内 竜史; 三枝 博光; 大山 卓也; 小坂 寛; 佐藤 敦也; 毛屋 博道; 大丸 修二; 武田 匡樹

no journal, , 

超深地層研究所は、結晶質岩を主な対象とした深地層の研究施設のひとつであり、この計画では地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備を全体目標の一つとした調査研究が進められている。超深地層研究所計画において適用している段階的な調査研究の進展に伴い、地質環境を理解するための一連の方法論の詳細化とその評価を重ねつつ、あわせて、その過程で得られた経験(失敗例を含む)やノウハウをできるだけ知識化して提示していくことが重要である。このため、本報告では、超深地層研究所計画における岩盤水理に関する調査研究を通じて得られた主な技術的知見を整理した。

口頭

亀裂性岩盤における単孔式透水試験結果に対する正規化した圧力の時間微分プロットの適用性

戸谷 成寿*; 竹内 竜史; 竹内 真司; 大丸 修二; 中野 勝志*; 菊山 清児*

no journal, , 

亀裂性岩盤においては岩盤中の割れ目(帯)が主要な水みちとなることから、その連続性を把握することは地下水流動を適切に理解するうえで重要である。近年、Enachescuらは、透水試験で得られる圧力及び流量の経時変化を無次元化し、正規化した時間微分プロットを透水量係数に読み換える、「Transmissivity Normalized Plot(TNP)」を提案し、ボーリング孔近傍から周辺に向けた透水量係数の変化から水理地質構造を推定することが可能であることを例示した。しかしながら、国内においては正規化した圧力の時間微分プロットの適用性の検討が十分行われていない。本研究は、日本原子力研究開発機構が岐阜県瑞浪市で進めている、2本の立坑(主立坑と換気立坑)と水平坑道群の掘削を伴う超深地層研究所計画において、坑道内から実施したボーリング孔での各種の透水試験の結果を用いて正規化した圧力の時間微分プロットを作成し、亀裂性岩盤への適用性を検討した。その結果、亀裂性岩盤への適用性を確認することができた。また、正規化した圧力の時間微分プロットから得られた情報に地質及び水質の情報を加味することで、より高い確度で水理地質構造を推定できる可能性を示すことができた。

口頭

超深地層研究所計画; 地下水流動に関する調査研究

尾上 博則; 竹内 竜史; 三枝 博光; 武田 匡樹; 小坂 寛; 大丸 修二; 狩野 智之

no journal, , 

本稿では、MIU計画の第2段階でこれまでに実施してきた地下水流動に関する調査研究の成果について紹介した。さらに、それらの過程を通じて、第2段階で取得することのできるデータを用いた、第1段階で構築した水理地質構造モデルの更新の考え方を整理した。

口頭

超深地層研究所計画; 主立坑断層を対象としたボーリング調査

竹内 竜史; 武田 匡樹; 上野 孝志; 大丸 修二; 徳安 真吾; 尾上 博則; 新宮 信也; 石橋 正祐紀; 松岡 稔幸; 水野 崇; et al.

no journal, , 

第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルの確認と更新を目的として、瑞浪超深地層研究所に分布する主立坑断層を対象としたボーリング調査を実施した。本ボーリング調査により、地質の特徴と透水性の関連など、第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルを確認・更新する情報を取得した。

口頭

超深地層研究所計画; 岩盤の水理に関する調査研究

尾上 博則; 竹内 竜史; 武田 匡樹; 大丸 修二; 狩野 智之; 露口 耕治

no journal, , 

本稿では、MIU計画の第2段階でこれまでに実施してきた地下水流動に関する調査研究の成果について紹介した。また、第1段階で構築した水理地質構造モデルの更新方法の考え方に基づきモデル化・解析を実施し、モデル更新方法の考え方の適用性の確認を行った。

口頭

MIU計画第2段階調査研究,2; 地下水流動解析による水理地質構造概念の妥当性の確認

尾上 博則; 大丸 修二*; 大貫 賢二; 狩野 智之; 竹内 竜史

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、岐阜県瑞浪市において超深地層研究所計画を実施している。既往の調査研究によって、研究所用地周辺の水理地質構造概念が構築されている。そこで、研究坑道から掘削したボーリング孔で実施した揚水試験結果を用いた地下水流動解析によって、その水理地質構造概念の妥当性の確認を行った。その結果、研究所周辺には低透水性の断層によってコンパートメント領域が形成されていることを解析的に確認することができた。

口頭

MIU計画第2段階調査研究,1; 断層の水理特性の評価

大貫 賢二; 大丸 修二*; 尾上 博則; 竹内 竜史

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、岐阜県瑞浪市において超深地層研究所計画を実施している。既往の調査研究によって、研究所用地内に低透水性を有する断層の存在が確認されており、研究所用地周辺の地下水流動に影響を及ぼす重要な水理地質構造と推定されている。そこで、主立坑断層を対象とした水理学的調査に基づき同断層の水理特性を評価した。その結果、主立坑断層に伴う低透水性領域の平面方向における連続性や規模、その透水性を定量的に評価することができた。

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