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論文

Characteristics of electron spin resonance signal of quartz from sediments and adjacent bedrocks

徳安 佳代子; 安江 健一; 小松 哲也; 田村 糸子; 堀内 泰治

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 189, 2017/03

日本の山地では、一般的に隆起による高度増大に伴い侵食速度が増大する傾向がある。侵食速度が隆起速度と動的平衡状態にある山地では、時間が経っても平均高度が一定に保たれるため、山地から平野にかけての地下水流動は時間経過によって変化しないと考えられる。一方、隆起開始から時間が十分に経過しておらず動的平衡状態に至っていない山地は、今後、高度の増大に伴って地下水流動が変化する可能性がある。放射性廃棄物の地層処分においては、このような地形変化に伴う地質環境を把握することが重要な検討課題となるため、本研究では、砕屑粒子をその周辺の基盤岩中の石英の電子スピン共鳴(Electron Spin Resonance: ESR)信号特性を比較し、石英の供給源を推定する手法の有効性について検討した。ESR測定の結果、堆積物とその起源となり得る基盤岩のESR特性が類似していたことから、石英粒子のESR信号特性を用いる方法は堆積物の供給源推定に有効であると考えらえる。

論文

Excavation cycle times recorded during sinking of a deep shaft in crystalline rock; A Case example at ventilation shaft of Mizunami URL, Japan

真田 祐幸; 佐藤 稔紀; 堀内 泰治*; 見掛 信一郎; 沖原 光信*; 矢萩 良二*; 小林 伸司*

Tunnelling and Underground Space Technology, 50, p.68 - 78, 2015/08

 被引用回数:3 パーセンタイル:20.28(Construction & Building Technology)

日本原子力研究開発機構では、高レベル放射性廃棄物地層処分技術に関する研究開発を実施しており、その一環として超深地層研究所計画を実施している。本計画において、換気立坑掘削の際にサイクルタイムのデータを取得して設計段階で設定したデータと比較した。その結果、実際のサイクルタイムは設計時の2から3倍長くかかっていることが明らかになり、工種毎に詳細に分析した。

報告書

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する検討(平成25年度); 掘削影響の修復・軽減技術の開発(委託研究)

深谷 正明*; 畑 浩二*; 秋好 賢治*; 佐藤 伸*; 竹田 宣典*; 三浦 律彦*; 鵜山 雅夫*; 金田 勉*; 上田 正*; 戸田 亜希子*; et al.

JAEA-Technology 2014-040, 199 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2014-040.pdf:37.2MB

超深地層研究所計画における工学技術に関する研究は、大きく分けて、(1)「研究坑道の設計・施工計画技術の開発」、(2)「研究坑道の建設技術の開発」、(3)「研究坑道の施工対策技術の開発」、(4)「安全性を確保する技術の開発」および、(5)「掘削影響の修復・軽減技術の開発」の5項目に分類して進めている。これまでは、「第2段階」の調査研究として、研究坑道掘削工事で取得される計測データや施工データを用いた評価に基づく設計の妥当性についての検討などを中心として進めてきた。本研究は、「掘削影響の修復・軽減技術の開発」の一貫として、深度500m研究アクセス北坑道における再冠水試験のための止水壁に関する検討を実施した。具体的には、止水壁やプラグに関する国内外の文献調査を実施し、この結果を基に、設計条件の検討、解析による止水壁躯体の設計と岩盤安定性の評価、主な部材の材料選定、止水グラウトの検討などを実施した。

報告書

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する検討(平成25年度); 設計・施工計画および施工対策技術の開発(委託研究)

小林 伸司*; 新美 勝之*; 沖原 光信*; 辻 正邦*; 山田 俊子*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 堀内 泰治*; 青柳 芳明

JAEA-Technology 2014-035, 172 Pages, 2015/01

JAEA-Technology-2014-035.pdf:91.27MB

超深地層研究所計画では、「研究坑道の設計・施工計画技術の開発」、「研究坑道の建設技術の開発」、「研究坑道の施工対策技術の開発」、「安全性を確保する技術の開発」、「掘削影響の修復・軽減技術の開発」を目的として、工学技術に関する研究を進めている。本研究では、研究坑道の設計・施工計画技術の開発および施工対策技術の開発を目的として、地震動特性と湧水抑制対策技術に関する検討を実施した。地震動特性に関する検討については、瑞浪超深地層研究所に設置した地震計等の計測結果を分析し、大深度における地震特性に関する知見を得た。湧水抑制対策技術に関する検討としては、ポストグラウチング手法について既往の情報を収集・整理するとともに、研究坑道掘削工事で適用される技術の抽出と有効性評価を実施し、今後の技術開発の方向性について検討を加えた。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2013年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 川本 康司; 山田 信人; 石橋 正祐紀; 村上 裕晃; 松岡 稔幸; 笹尾 英嗣; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Review 2014-038, 137 Pages, 2014/12

JAEA-Review-2014-038.pdf:162.61MB

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、2013年度は、第2段階および第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改定した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階および第3段階の調査研究のうち2013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。

論文

Analysis of excavation cycle time during sinking of the ventilation shaft at the Mizunami Underground Research Laboratory

真田 祐幸; 佐藤 稔紀; 堀内 泰治*; 見掛 信一郎; 沖原 光信*; 矢萩 良二*; 小林 伸司*

Proceedings of 8th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS-8) (USB Flash Drive), 7 Pages, 2014/10

日本原子力研究開発機構では、高レベル放射性廃棄物地層処分技術に関する研究開発を実施しており、その一環として超深地層研究所計画を実施している。本計画において、換気立坑掘削の際にサイクルタイムのデータを取得して設計段階で設定したデータと比較した。その結果、実際のサイクルタイムは設計時の2から3倍長くかかっていることが明らかになった。

報告書

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する検討; 平成24年度(委託研究)

深谷 正明*; 納多 勝*; 畑 浩二*; 竹田 宣典*; 秋好 賢治*; 石関 嘉一*; 金田 勉*; 佐藤 伸*; 柴田 千穂子*; 上田 正*; et al.

JAEA-Technology 2014-019, 495 Pages, 2014/08

JAEA-Technology-2014-019.pdf:82.23MB

超深地層研究所計画では、「研究坑道の設計・施工計画技術の開発」、「研究坑道の建設技術の開発」、「研究坑道の施工対策技術の開発」、「安全性を確保する技術の開発」を目的として、工学技術に関する研究を進めている。本研究では、これら4項目の工学技術研究として、深度500mまでの研究坑道の施工によって取得された計測データを用いて、設計の妥当性の検討や施工管理のための計測結果の分析と課題の抽出、パイロットボーリングから得られた情報の有効性に関する評価を行うとともに、研究坑道掘削工事で適用される技術の抽出と有効性評価を実施し、今後の技術開発の方向性について検討を加えた。

論文

瑞浪超深地層研究所における地震時の湧水量変化と水圧応答について

堀内 泰治; 見掛 信一郎; 佐藤 稔紀

第42回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.96 - 100, 2014/01

日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の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、超深地層研究所計画を進めている。本計画では、深地層の研究施設である瑞浪超深地層研究所を建設しているが、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震直後に、同研究所の研究坑道内で湧水量増加が確認され、研究所周辺において実施している地下水圧モニタリング孔では水圧変化が観測された。本報告では、湧水抑制対策として実施したプレグラウト工への地震に伴う湧水量増加の影響評価と、地震時の水圧モニタリング孔の水圧変化と地震特性との関係の検討により得られた知見を述べる。

報告書

瑞浪超深地層研究所における新しい定量的岩盤分類法の適用性評価

久慈 雅栄*; 浅井 秀明*; 橋詰 茂; 堀内 泰治; 佐藤 稔紀; 松井 裕哉

JAEA-Technology 2013-022, 72 Pages, 2013/10

JAEA-Technology-2013-022.pdf:5.3MB

岩盤分類は、岩盤地下構造物の設計や施工管理を行ううえで一般的に用いられるが、既往の岩盤分類法は定性的な評価項目が多く、サイト固有の岩盤性状を定量的に評価するうえで限界がある。一方、高レベル放射性廃棄物の地層処分などの大型の岩盤地下構造物の合理的・効果的な設計施工や安全確保の観点からは、地上からの調査や掘削中の壁面観察結果からサイト固有の岩盤の力学的性質を反映しつつ設計等に必要な岩盤物性を決定しうる岩盤分類法の構築が課題のひとつとなっている。本研究では、「岩盤の工学的分類法」をベースとした新しい定量的岩盤分類法(新分類法)を考案し、瑞浪超深地層研究所の堆積岩部及び結晶質岩部に適用した。新分類法の適用性評価は、電研式岩盤分類法の岩盤等級区分と比較することにより行った。その結果、換気立坑側の堆積岩部において、CL級の評価範囲に低い評価点が分布する傾向はあるものの、両分類法による評価は良好な相関性を示すことがわかった。一方、結晶質岩部においては、新分類法の評価点分布が岩盤状況の変化のトレンドをおおむね捉えているものの、個々に見ると電研式との相関性は堆積岩部よりも劣っていることが明らかになった。

論文

Hydrological gravity response detection using a gPhone below- and aboveground

田中 俊行*; 宮島 力雄*; 浅井 秀明*; 堀内 泰治; 熊田 宏治; 浅井 康広*; 石井 紘*

Earth Planets and Space, 65(2), p.59 - 66, 2013/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:25.87(Geosciences, Multidisciplinary)

We used a gPhone (serial number 90), the newest spring-type gravimeter manufactured by Micro-g LaCoste Inc., to acquire high-quality, continuous gravity records, both below-and aboveground. At a depth of 100 m, when the gPhone was situated under an unconfined aquifer, the standard deviations of the residual gravity based on the first and second-order curve fittings were 4.2 and 2.7 $$mu$$Gal, respectively. Some gravity decreases caused by rainfall were clearly observed, but unknown gravity variations may also have occurred. Alternatively, when the gPhone was placed aboveground on the flank of a high mountain, the standard deviation of the residual gravity was 1.7 $$mu$$Gal for both the first-and second-order curve fittings. The rainfall amount and snow depth can explain most of the residual gravity. On the basis of these results, we propose to detect and correct hydrological gravity responses using multiple gravimeters to study gravity signals from deep within the earth.

論文

結晶質岩中の立坑掘削を対象とした脆弱部における空洞及び周辺岩盤の力学的挙動に関する検討

橋詰 茂; 松井 裕哉; 堀内 泰治; 畑 浩二*; 秋好 賢治*; 佐藤 伸*; 柴田 千穂子*; 丹生屋 純夫*; 納多 勝*

第13回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.121 - 126, 2013/01

瑞浪超深地層研究所は、結晶質岩(土岐花崗岩)を研究対象とした深地層の研究施設であり、地層処分研究開発の基盤である深地層の科学的研究の一環として、深地層における工学技術に関する研究開発を目的のひとつとして実施している。現在は、研究坑道掘削と並行し、結晶質岩を対象とした設計・施工計画技術,建設技術,施工対策技術及び安全を確保する技術の有効性を確認するための調査研究を進めている。本報告では、同研究所の立坑掘削により、地表から深度500m地点まで掘削断面を縦断するようなほぼ垂直傾斜の断層が分布する地質条件下で生じた立坑覆工の応力変化や岩盤内変位を分析し得られた、大深度の脆弱な岩盤中の空洞及び周辺岩盤の力学的安定性に関する知見を述べる。

報告書

超深地層研究所計画の工学技術へのACROSSの応用に関する検討; 最終報告書

長谷川 健; 國友 孝洋; 橋詰 茂; 堀内 泰治; 松井 裕哉

JAEA-Evaluation 2012-001, 117 Pages, 2012/07

JAEA-Evaluation-2012-001.pdf:15.47MB

陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトの一環として研究開発されたアクロスは地震研究をその目的としていたが、そこで培われた技術(信号の送受信技術並びにデータの解析技術)は非常に汎用性に富むものであり、超深地層研究所計画における工学技術の一環として、「研究坑道周辺の地質環境の時間的変化の把握」や「コンクリートライニングの健全性の評価」に利用可能かどうかについて2007年度から3年間を目途に検討を進めた。その結果、研究坑道周辺の地質環境の時間的変化を把握するための技術としてのアクロスの適用性を検討するためには、さらに2年程度の観測データの蓄積が必要であることが明らかになった。本最終報告書では、弾性波アクロスについては2011年12月末まで、電磁アクロスについては2011年9月中旬までの観測で得られたデータに基づき、研究坑道周辺の地質環境の時間的変化を把握するための技術としてのアクロスの適用性について検討した。その結果、弾性波アクロスは研究坑道周辺の地質環境の時間的変化を把握するための技術として利用できる可能性が高いが、電磁アクロスについては利用可能性が低いとの結論を得た。

論文

地下深部岩盤の歪変化のメカニズムに関する研究

堀内 泰治; 平野 享*; 池田 幸喜; 松井 裕哉

第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.242 - 247, 2011/01

日本原子力研究開発機構は、瑞浪超深地層研究所立坑中心の深度200m付近から掘削したパイロットボーリング孔を利用し、深度500m地点に高精度歪計を設置し、200mからの研究坑道掘削中に取得した深度500m地点での岩盤の歪データを用い、地球潮汐といった定常的な外力変動や地震及び発破などの瞬間的な外力変動による岩盤の変形状況を分析した。その結果、評価できるデータの取得期間は短かったが、今回使用した高精度歪計は、地球潮汐や地震時のみならず鉛直深さで300m程度離れた場所の発破の微少変形も観測しえたことから、掘削面前方の岩盤の剛性の違いなどの岩盤状況を相当離れた位置から把握できる可能性が示された。

論文

瑞浪超深地層研究所における新しい定量的岩盤分類法の適用性評価

浅井 秀明; 久慈 雅栄*; 堀内 泰治; 松井 裕哉

第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.13 - 18, 2011/01

高レベル放射性廃棄物の地層処分などの岩盤地下構造物建設においては、合理的・効果的な設計施工の観点より、地上からの調査や掘削中の壁面観察結果からサイト固有の岩盤力学的特徴を反映しつつ、設計等に必要な適切な岩盤分類を行う手法の構築が大きな課題と考えられる。このような観点から、筆者らは「岩盤の工学的分類方法JGS 3811-2004」をベースとした新しい定量的岩盤分類法を考案し、日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所における立坑2本を含む研究坑道の堆積岩部及び結晶質岩部へ適用するとともに、電研式岩盤分類法の岩盤等級と比較することによってその適用性を評価した。

報告書

地下深部岩盤の歪変化のメカニズムに関する研究(共同研究)

堀内 泰治; 平野 享; 池田 幸喜; 松井 裕哉

JAEA-Technology 2010-017, 122 Pages, 2010/07

JAEA-Technology-2010-017.pdf:35.17MB
JAEA-Technology-2010-017-appendix(CD-ROM).zip:28.63MB

大深度立坑を掘削する際に掘削前方の岩盤のひずみ変化は、立坑掘削において安全上最も重要となる突発湧水や山はね等の突発事象の発生可能性を予測し、それらに対する施工対策を講じるための情報を得る手段の一つと期待される。日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所では、研究坑道掘削工事において掘削したパイロットボーリング孔に高精度ひずみ計を設置し、研究坑道掘削中に取得された深度500m地点での岩盤のひずみデータについて、地球潮汐といった定常的な外力変動や地震及び発破などの瞬間的な外力変動によって、岩盤でどのような変形が生じたかを分析した。その結果、評価できるデータの取得期間は短いものの、その間のデータ分析などから幾つかの重要な知見を得た。また、今回使用した高精度ひずみ計は、鉛直深さで300m程度離れた場所の発破による微少変形を観測しえたことから、掘削面前方の岩盤の剛性の違いなどの岩盤状況を相当離れた位置から把握できる可能性が示された。

論文

八甲田カルデラ内のCO$$_{2}$$ガス穴に生育するブナの年輪中$$^{14}$$C濃度

堀内 一穂*; 千葉 拓児*; 星野 安治*; 大山 幹成*; 田中 孝幸; 天野 光*

JAEA-Conf 2010-001, p.71 - 74, 2010/03

世界有数の火山性CO$$_{2}$$ガス放出域として知られている青森県八甲田カルデラにおいて、ブナの年輪中$$^{14}$$C濃度へ及ぼす火山性CO$$_{2}$$ガスの影響を調べた。ブナ試料$$^{14}$$C濃度は、同時代の大気$$^{14}$$C濃度と調和的に、1991年から2001年に向って減少する傾向があった。カルデラ内試料の$$^{14}$$C濃度はカルデラ外の対照試料より低い値を示し、年輪の$$^{14}$$Cを利用した化石CO$$_{2}$$ガスの局地的動態解明への可能性を示す結果となった。しかしながら、対照試料との差は最大で14‰であった。これは、火山性CO$$_{2}$$ガスが最大4.4ppm混入した結果である。この低い混入は、CO$$_{2}$$を吸収する樹幹が、火山性CO$$_{2}$$の放出孔より数メートル上空に存在することによると考えられる。

口頭

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する研究

松井 裕哉; 浅井 秀明; 堀内 泰治

no journal, , 

本研究では、超深地層研究所計画の一環として、結晶質岩を対象とした深度1000m程度までの地下構造物の設計・建設・維持に対する既往の工学技術の有効性の確認と、必要と考えられる技術の開発を実施している。研究は、地層処分に対する技術基盤の構築という側面も踏まえ、(1)設計・施工計画技術の有効性の確認,(2)建設技術の有効性の確認,(3)施工対策技術の有効性の確認,(4)安全を確保する技術の確認の4つの研究課題を設定し進めている。(1)は地上からの調査段階で必要となる技術基盤,(2),(3)は地下構造物の建設段階で必要となる技術基盤,(4)は地下構造物完成後の操業段階で必要な技術の基盤となる。

口頭

瑞浪における超深地層研究所計画,2; 深地層における工学技術に関する研究の現状

浅井 秀明; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 伊藤 洋昭; 堀内 泰治; 石井 洋司

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所計画の一環として、結晶質岩を対象とした深地層における工学技術の基礎の開発を実施している。現在は研究坑道の掘削に伴う研究段階において、工学技術の有効性を確認するための調査研究を実施している。深度300mまでの研究成果と今後の予定について報告する。

口頭

MIUの現状; 深地層における工学技術開発

松井 裕哉; 見掛 信一郎; 浅井 秀明; 石井 洋司; 堀内 泰治; 熊田 宏治

no journal, , 

原子力機構の瑞浪超深地層研究所(MIU)は、高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる基盤技術の提供を目的とした調査研究のサイトである。本プロジェクトの一環として、深地層の工学技術にかかわる研究開発をMIUにて実施しており、その目的は深地層を対象とした施設の設計・建設にかかわる既存技術の適用性評価及び高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる技術基盤の提供である。本研究では、設計施工計画技術,掘削技術,施工対策技術,安全を確保する技術という4つの研究課題を設定し、超深地層研究所計画第2段階における研究開発を進めている。本報告は、2009年度までに実施した本研究の成果の概要を示したものである。

口頭

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する研究; 新しい定量的岩盤分類法の適用性評価

堀内 泰治; 浅井 秀明; 久慈 雅栄*; 松井 裕哉

no journal, , 

本研究では、超深地層研究所計画の一環として、結晶質岩を対象とした大深度の地下構造物の設計・建設・維持に対する既往の工学技術の有効性の確認と、必要と考えられる技術の開発を実施している。研究は、地層処分に対する技術基盤の構築という側面も踏まえ、(1)設計・施工計画技術の有効性の確認,(2)建設技術の有効性の確認,(3)施工対策技術の有効性の確認,(4)安全を確保する技術の有効性の確認の4つの研究課題を設定し進めている。(1)は地上からの調査段階で必要となる技術基盤、(2), (3)は地下構造物の建設段階で必要となる技術基盤、(4)は地下構造物完成後の操業段階で必要な技術の基盤となる。本論は(1)の確認として、合理的な設計手法の検討を行うために開発した、新しい定量的岩盤分類法の適用性評価について報告する。

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