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岩崎 理代*; 濱 克宏; 森川 佳太*; 細谷 真一*
JAEA-Technology 2016-037, 62 Pages, 2017/02
JAEA-Technology-2016-037.pdf:8.69MB
超深地層研究所計画における物質移動に関する調査研究は、研究坑道周辺の数mから100m程度のブロックスケールを対象にして、岩盤中の物質移動に関わる現象の理解を進めつつ、物質移動に関わるパラメータ値の測定技術および物質移動に関わるモデル化、解析、評価技術を体系的に整備することを目標として実施している。物質移動に関する調査研究の一環として、割れ目の地質学的特徴と物質移動に関するパラメータ値の関係の把握を目的とした試験を行った。本報告書は、これらの試験結果について取りまとめたものである。
細谷 真一*; 山下 正*; 岩月 輝希; 三枝 博光; 尾上 博則; 石橋 正祐紀
JAEA-Technology 2015-027, 128 Pages, 2016/01
JAEA-Technology-2015-027.pdf:33.66MB
超深地層研究所計画で研究開発を進めている三つの必須の課題のうち、坑道埋め戻し技術の開発においては、地下施設閉鎖時・後の地質環境の回復能力等の評価、地質環境条件に応じた埋め戻し技術の構築、及び長期モニタリング技術の開発を実施することとしている。坑道埋め戻し技術の研究開発に資するため、先行して坑道の埋め戻しや、それに関わるモニタリングを実施している諸外国の結晶質岩中に建設された地下施設を対象として、坑道閉鎖に関わる制約条件、坑道周辺の地質環境条件、坑道閉鎖の方法・材料・工程、モニタリング方法の情報を収集・整理した。また、ヨーロッパ諸国で行われている坑道閉鎖試験やモニタリングに関わる国際プロジェクトについても情報収集・整理を行った。加えて、地下施設閉鎖に関わる計画立案、施工管理、モニタリング、安全評価に携わった実務経験を有する専門家にインタビューを行った。これらの情報収集・整理結果に基づき、瑞浪超深地層研究所における坑道全体を閉鎖する際の計画立案や施工管理、モニタリングに関わる考え方や留意事項、さらには坑道埋め戻し技術の開発における調査研究に関わる留意事項を整理した。
山下 理代; 濱 克宏; 竹内 竜史; 森川 佳太*; 細谷 真一*; 中村 敏明*; 田中 由美子*
JAEA-Technology 2014-029, 118 Pages, 2014/09
JAEA-Technology-2014-029.pdf:25.16MB
物質移動に関する調査研究では、岩盤中の物質移動に関わる現象の理解を進めつつ、物質移動に関するパラメータ値の測定技術および物質移動に関わるモデル化・解析・評価技術を体系的に整備することを目標としている。岩石試料を用いた拡散試験は、本研究の一環として割れ目の地質学的特徴と物質移動に関するパラメータ値の関係の把握などを目的として計画したものである。本報告では、これらの拡散試験の開始に先立ち実施した岩石ブロックを用いた拡散試験環境の整備と透過拡散試験に用いる試料の作成について、そして数値解析に用いるパラメータ値の取得のために実施した間隙率測定結果およびX線回析分析結果を取りまとめたものである。
石橋 正祐紀; 尾上 博則; 澤田 淳; 渥美 博行*; 升元 一彦*; 細谷 真一*
第42回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.101 - 106, 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、および粒子追跡解析を実施している。本稿では、地下坑道から取得したデータに基づき亀裂ネットワークモデルを構築した。さらに、調査データの解釈の違いが亀裂ネットワークモデル構築のためのパラメータに与える影響について検討を行った。
國丸 貴紀; 森川 佳太; 舘 幸男; 久野 義夫*; 細谷 真一*; 下田 紗音子*; 加藤 博康*; 中澤 俊之*; 生瀬 博之*; 久保田 政子*
JAEA-Data/Code 2012-013, 96 Pages, 2012/07
JAEA-Data-Code-2012-013.pdf:7.41MBJAEA-Data-Code-2012-013(errata).pdf:0.13MB
物質移動に関する調査研究では、第3段階の調査研究として、研究坑道周辺の数10m
100m程度のブロックスケールを対象に、物質移動に関する現象の把握、物質移動特性の取得、物質移動モデルの構築・更新に必要な調査・評価技術を体系的に整備することを目標としている。本試験は、上記の一環として、割れ目の特徴と物質移動特性の関係を把握することを目的に、深度300m研究アクセス坑道において掘削したボーリング孔から採取したコアを利用して花崗岩中の拡散試験、粉砕花崗岩への収着試験、水飽和法及び水銀圧入法による間隙率測定を実施した。本報告では、これらの試験結果を取りまとめたものである。
南條 功; 天野 由記; 岩月 輝希; 國丸 貴紀; 村上 裕晃; 細谷 真一*; 森川 佳太
JAEA-Research 2011-048, 162 Pages, 2012/03
JAEA-Research-2011-048.pdf:8.53MBJAEA-Research-2011-048-appendix(CD-ROM)-1.pdf:0.74MBJAEA-Research-2011-048-appendix(CD-ROM)-2.pdf:7.55MBJAEA-Research-2011-048-appendix(CD-ROM)-3.pdf:18.71MBJAEA-Research-2011-048-appendix(CD-ROM)-4.pdf:0.11MBJAEA-Research-2011-048-appendix(CD-ROM)-5.pdf:0.07MBJAEA-Research-2011-048-appendix(CD-ROM)-6.pdf:0.68MB
北海道幌延地域のような低透水性の堆積岩においては、施設建設に伴う地下水の湧水とその水圧・水質変化の相関及びそれらの経時的な変化の観測例が少なく、その観測技術の開発が課題となっている。本研究では、地下施設の建設が周辺地質環境に与える影響を調査するための技術開発を目的として、施設建設過程及び建設後の地下水の間隙水圧と水質(pH,電気伝導度,溶存酸素,酸化還元電位,水温)の同時連続観測が可能なモニタリング装置を新たに製作・設置し、その適用試験を行った。その結果、低透水性並びに溶存ガスを含有する堆積岩環境において、間隙水圧のモニタリング及び原位置の圧力を維持した状態で物理化学パラメータを測定する技術を確立することができた。また、施設建設過程における間隙水圧/水質の変化について評価を行い、間隙水圧の低下が確認された区間においてもpH及び酸化還元状態はほとんど変化していないことが示された。
岩月 輝希; 森川 佳太*; 細谷 真一*; 吉川 英樹
地下水学会誌, 51(3), p.205 - 214, 2009/08
地下水の物理化学パラメータは、金属元素の挙動や物質循環にかかわる重要なパラメータである。しかしながら、その測定では電極の応答性に依存して安定値の取得に長時間を要するとともに、地下水揚水時に溶存ガスの脱ガス等により値が変化する。本研究では、深度約500mの地下水を対象として、原位置及び地上において形状の異なる複数の電極を用いて物理化学パラメータを測定し、各電極の応答性について知見を得るとともに、溶存ガスの脱ガスに伴う物理化学パラメータの変化について補正方法の構築を試みた。測定の結果、地下水揚水時の脱ガスに起因して生じるpHの変化は約0.4であり、脱ガス量を補正することで原位置の値を見積もることができた。また、酸化還元電位は約-100mVであり、おもに二価鉄,硫酸イオンと硫化鉱物,炭酸鉄鉱物の酸化還元反応が支配反応であると考えられた。pHと酸化還元電位にかかわる主要なプロセスを解析する際は、脱ガス量とその成分を把握しpHを補正することにより、誤解釈を防ぐことが重要である。電極の選択に関しては、点状電極よりも面状電極,棒状電極の方がより短時間に酸化還元電位値を取得できることが明らかになった。
細谷 真一*; 國丸 貴紀; 柴野 一則
JAEA-Research 2008-088, 78 Pages, 2009/01
JAEA-Research-2008-088.pdf:16.02MB
幌延深地層研究計画の一環として取得された地下水の水圧モニタリングデータのうち、HDB-3, 6, 7, 8孔から12区間を選定し、スペクトル解析を実施した。その結果、すべての区間において、地下水の水圧が気圧変化に対して応答していることが確認できたが、潮汐に対する応答は認められなかった。気圧変化に対する応答などから、岩盤の比貯留係数,鉛直方向の透水係数,剛性率の上限値を推定し、室内試験や水理試験によって得られた値との比較を行った。この結果、岩盤の比貯留係数については、水理試験よりも信頼性の高い推定が可能であることを示した。
細谷 真一*
JNC TJ7440 2005-066, 80 Pages, 2004/03
JNC-TJ7440-2005-066.PDF:2.29MB
間隙水圧モニタリング結果に含まれる気圧変動や地球潮汐による応答を分離する方法として,BAYTAP-Gを利用する方法が用いられてきた。しかし,最近,BAYTAP-Gでは考慮していない周波数特性を考慮するスペクトル解析による方法が提案されており,この方法を利用すると,岩盤の水理特性を推定することも可能である。そこで,本業務では,岩盤の水理特性の推定とBAYTAP-Gによるデータ処理方法との比較を目的として,間隙水圧モニタリング結果に対してスペクトル解析を実施した。スペクトル解析はMIZ-1号孔とDH-2号孔の10区間を対象に実施し,各種のスペクトル図を作成し,以下の知見を得た。1)スペクトル図上で間隙水圧が気圧変動と地球潮汐に応答していることが明らかにし,岩盤の比貯留係数と鉛直方向の透水係数を一部の区間で推定した。2)スペクトル図上で気圧変動と地球潮汐による応答を分離して,BAYTAP-Gによって分離された結果と比較した結果,BAYTAP-Gでは気圧変動による間隙水圧応答を適切に分離できない場合があることを示した。
南條 功; 國丸 貴紀; 岩月 輝希; 細谷 真一*; 森川 佳太*
no journal, ,
本研究では、地下施設の建設が周辺環境に与える影響を調査するための機器の開発を目的として、施設建設過程及び建設後の地下水の間隙水圧と水質の同時連続観測が可能なモニタリング装置を新たに開発・設置し、その適用試験を行った。観測を行った結果、モニタリング装置内を地下水が循環している間はその区間の間隙水圧がわずかに低下するものの、循環を停止すると同時に間隙水圧は循環前の定常値とほぼ同じ値を示した。このことから、水質連続観測は水圧観測に大きな影響を与えることはなく、実際の調査試験に十分利用できることが確認できた。今後は、東立坑における深度140m以深の掘削に伴う地下水の水圧,水質の変化を立坑からの距離ごとに観測し、地下施設建設が周辺の地下水環境に与える影響を評価するためのデータの蓄積を行っていく。
細谷 真一*; 鈴木 一成*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 渥美 博行*; 升元 一彦*
no journal, ,
割れ目ネットワークモデルの構築およびそれによる物質移動解析結果の不確実性は、割れ目の調査方法とモデルの構築に必要なパラメータの推定方法にも起因する。本検討では、構築された割れ目ネットワークモデル内で仮想調査を実施して得られた割れ目データから、モデルの構築に必要なパラメータを再度推定し、調査方法およびパラメータの推定方法が初期の割れ目ネットワークモデルの再現性に及ぼす影響を考察した。その結果、本検討では、実調査では不可避な観察・計測に伴う困難・誤差を考慮していないものの、調査量や調査の次元が異なることによるパラメータ推定への感度が得られた。
竹内 真司; 三枝 博光; 塩崎 功*; 細谷 真一*; 長田 昌彦*
no journal, ,
割れ目系岩盤中の地下水流動を把握するためには、流動に影響を及ぼす高透水性の水みちや遮水性(もしくは低透水性)の割れ目(以下、不連続構造)を調査し、その空間分布を推定することが必要である。日本応用地質学会に設置された「応用地質における地下水問題研究小委員会」WGは放射性廃棄物処分技術開発,ダム,トンネルの3つの分野で設定しているスケールごとに、不連続構造の調査,モデル化事例を比較し、これらの情報を補完的に活用することによって、不連続構造のモデル化手法の信頼性を向上させることを目的として活動している。本稿では放射性廃棄物処分の技術開発の分野で実施されてきた不連続構造の調査,モデル化の事例について整理した結果と、本WGの今後の展望について紹介する。
渥美 博行*; 中嶌 誠門*; 岩野 圭太*; 升元 一彦*; 瀬尾 昭治*; 川端 淳一*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 細谷 真一*
no journal, ,
割れ目ネットワークモデルに基づく地質構造モデルを構築するにあたっては、割れ目の地質学的特性を把握することが重要である。しかし、ボーリング調査で取得される地質学的特性については、必要な調査量や調査手順といった調査の最適化のための方法論は十分に確立されているとは言えない。そこで、構築した地質構造モデルに仮想ボーリング孔をモデル化し、これと交差する割れ目情報に基づき、モデル構築に必要なボーリング調査の量に関わる検討をした。その結果、調査においては割れ目の卓越方位との遭遇率を考慮し、調査の進展とデータの関係から調査量の十分性を検討することが重要であることが示唆された。
森川 佳太*; 岩月 輝希; 細谷 真一*
no journal, ,
本研究では、深度約500mの地下水を対象として、形状の異なる複数の電極を用いて酸化還元電位を測定し、調査における電極選択の考え方を整理した。さらに、地下水中の溶存成分や地上における脱ガス量を計測することで、脱ガスに伴う酸化還元電位の変化とその補正方法について検討した。その結果、電極表面積が小さい点状電極の測定値は、他の電極の測定値よりも高い値となり、表面積の大きな円筒状電極がその他の電極よりも短時間で安定値を取得できることを確認した。したがって、深部地下水の酸化還元電位を測定する際には、使用している電極の特性とその不確実性を理解したうえで、調査に適した電極を選択する必要がある。また、pHと酸化還元電位にかかわる主要なプロセスを解析する際は、脱ガス量とその成分を把握しpHを補正することにより、誤解釈を防ぐことが重要である。
森川 佳太; 國丸 貴紀; 湯口 貴史; 細谷 真一*
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所の研究坑道周辺の花崗岩中には、充填鉱物が介在した割れ目や変質を伴う割れ目が認められている。充填鉱物の種類や母岩の変質の程度によって割れ目の透水性や物質移動特性が異なる可能性があることから、割れ目ネットワークモデルの構築において、割れ目の特徴を反映した物質移動概念を取り込むことが重要である。これまでの調査によって、割れ目密度,割れ目の走向・傾斜などの地質学的特性は得られているものの割れ目の透水性や物質移動特性についての情報は、十分に取得されていない状態である。そこで、物質移動の経路となりうる割れ目の地質学的特徴と物質移動特性(実効拡散係数)との関連性の把握を目的として、岩石試料を用いた室内試験及び数値解析を実施している。本報告では、これまでの試験結果を踏まえ、より現実的な物質移動特性を把握するための試験方法を提案した。
細谷 真一*; 瀬尾 昭治*; 中嶌 誠門*; 渥美 博行*; 石橋 正祐紀; 森川 佳太; 尾上 博則; 國丸 貴紀
no journal, ,
岩盤を対象として、割れ目の不均質性を考慮した地下水流動解析や物質移動解析を行う場合には、割れ目を確率論的にモデル化する割れ目ネットワーク(DFN)モデルが利用される。DFNモデルは多孔質連続体モデルと比較すると設定すべきパラメータが多いため、調査データとそのモデル化方法の不確実要因が解析結果に及ぼす影響を適切に見積ることが難しい。本研究では、日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所で得られた調査データに基づいて、上述の不確実要因が地下水流動解析・物質移動解析結果に及ぼす影響を考察した。
山下 理代; 濱 克宏; 森川 佳太*; 細谷 真一*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構が進めている超深地層研究所計画での物質移動に関する調査研究は、研究坑道周辺の岩盤を対象として、岩盤中の物質移動に関する現象の理解を進めつつ、物質移動に関わるパラメータ値の測定技術および物質移動に関わるモデル化・解析・評価技術を体系的に整備することを目的として実施している。現在、研究坑道周辺に認められる割れ目や断層などを、走向・傾斜、その周辺の変質の程度、充填鉱物の有無などの観点に基づきタイプ分けし、タイプ分けした割れ目の地質学的特徴と物質移動に関するパラメータ値の関係を把握してきている。本報告ではタイプ分けした割れ目ごとの試料で実施している透過拡散試験および物質移動解析結果について報告する。
高田 慎一; 鈴木 淳市*; 大石 一城*; 岩瀬 裕希*; 篠原 武尚; 奥 隆之; 中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 富永 大輝*; et al.
no journal, ,
J-PARC MLFのBL15に設置されている、中性子小広角散乱装置(大観)は2012年3月から一般ユーザを受け入れて共用実験を開始している。毎年度、少しずつであるが検出器をインストールし、現在フル装備の約50%の1216本の検出器が設置されている。本発表では、大観のデータリダクションの方法を報告するとともに、いくつかの標準的な試料の測定結果から、現在大観で実施しているデータリダクションの健全性を示す。また、大観の有為な特徴である、高分解能かつ広q領域測定が可能であることを試料の測定結果を踏まえて例示する。
南條 功; 水野 崇; 村上 裕晃; 天野 由記; 細谷 真一*; 若濱 洋*; 山下 理代*
no journal, ,
本研究では、地下施設の建設が周辺の地質環境に与える影響を調査するための技術開発を目的として、幌延深地層研究計画において140m調査坑道に設置したモニタリング装置の観測結果に基づき課題を抽出した。さらに、品質を確保しつつより効率的に地下水の間隙水圧と水質(pH, 酸化還元電位,電気伝導度,溶存酸素,水温)の同時連続観測が可能なモニタリング装置を350m調査坑道に設置し、適用試験を行った。新たなモニタリング装置では、溶存ガスを多く含む幌延の地下水への対応や水質センサーのメンテナンス性の向上、継続したデータの取得、観測データの一元管理を実現した。その結果、主な課題に対応した改良が適切になされ、連続的なモニタリングが実施できることを確認した。
細谷 真一*; 鈴木 一成*; 石橋 正祐紀; 澤田 淳; 渥美 博行*; 岩野 圭太*
no journal, ,
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異なる岩盤領域(土岐花崗岩の上部割れ目帯と下部割れ目低密度帯)に位置する深度300mボーリング横坑(上部割れ目帯)と深度500m研究アクセス北坑道の冠水坑道(下部割れ目低密度帯)で観察された割れ目のデータを用いて、割れ目の分布特性の違いが地下水流動特性に与える影響を検討することを目的として、割れ目の分布特性を整理し、割れ目ネットワークモデルに基づく水理地質構造モデル構築のためのデータセットを作成した。また、割れ目の方向に基づき分類した各方位セットの分布特性と水理的情報とを比較することで、割れ目の方向性と透水性の関係についての予察検討を実施した。その結果、深度によって割れ目密度が異なるとともに、割れ目の方向性と透水性に関連があることが認められた。今後は割れ目の方向性と透水性の関連性などを適切にモデルに反映させるための方法論の検討を進めていく予定である。
細谷 真一*; 石井 英一; 菱谷 智幸*
no journal, ,
北海道北部の幌延町で実施している幌延深地層研究計画では、3本の立坑が深度365mおよび380mまで掘削されており、地下坑道を利用して深地層の科学的研究が実施されている。3本の立坑のうちの1本の掘削中に湧水量が急増し、周辺の3つの水圧観測孔で圧力応答が観測された。本稿では、観測された圧力応答から立坑周辺の岩盤の水理特性を推定した事例について報告する。
