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千々松 正和*; 今井 久*; 佐々木 肇*; 茂呂 吉司*
JNC TJ8400 2003-090, 116 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2003-090.pdf:3.43MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、処分場の閉鎖の判断情報を与えるものとして、人工バリアが所期の性能を確保し、処分場が要件を満たして機能しており、安全が担保されていることを示す必要がある。この安全担保を示す一つの手法として、人工バリアにおける実現象が予測される挙動範囲内にあることを示すことが考えられる。そこで、安全担保の観点から人工バリアおよびその周辺環境の変遷に関する情報取得方法について技術情報の調査研究および実現性の高い計測方法の提案を行うことを目的に本研究を行った。最初に安全担保のあり方およびロジックを考慮し、本研究で対象とする計測項目と部位を設定した。そして、それに基づき、現状の情報取得技術の調査を行うとともに、現状情報取得技術の地層処分環境への適用性について整理を行い、実現性の可否、研究課題等について取りまとめた。最後に、幌延深地層研究所における原位置試験への適用を鑑み、実現性の高い情報取得技術の開発計画案の策定を行った。
千々松 正和*; 今井 久*; 福留 和人*; 粥川 幸司*; 佐々木 肇*; 茂呂 吉司*
JNC TJ8400 2003-089, 354 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2003-089.pdf:17.22MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、施工された緩衝材内には、処分後、廃棄体からの発熱、地下水の浸潤、周辺岩盤からの地圧や緩衝材の膨潤といった熱-水-応力連成挙動が発現すると考えられる。このような人工バリア内に発現する現象を精度よく評価することは、長期にわたる処分場の健全性評価の初期条件を与えるものとして重要な因子の一つと考えられる。国際共同研究(DECOVALEX)は人工バリア周辺における熱-水-応力連成現象の理解および評価モデルの検証の場として世界各国の機関が参画しているものであり、その場において解析コードの妥当性を評価するとともに、高度化を行なっていくことは有意義なことであると考えられる。そこで、DECOVALEXにおいて課題となっている問題に対し、検討を実施した。解析はTask1(FEBEX原位置試験の解析)、Task3 BMT1(ニアフィールドにおける連成挙動解析)、Task3 BMT2(亀裂評価に対するスケールアップに関する解析)に関して実施したので、その解析結果を報告する。また、スウェーデン・エスポ島で行なわれている実規模緩衝材を用いた実証試験(Prototype Repository Project)の連成解析評価も実施し、実測値との比較も行なった。
今井 久*; 福留 和人*; 粥川 幸司*; 佐々木 肇*; 千々松 正和*; 茂呂 吉司*
JNC TJ5400 2003-009, 223 Pages, 2004/02
JNC-TJ5400-2003-009.pdf:59.94MBJNC-TJ5400-2003-009(errata).pdf:0.08MB
幌延深地層研究計画における地下水流動に関する研究として、 -解析領域の設定および解析メッシュの作成 -これまでの調査データを用いた広域地下水流動系の評価 -立坑掘削に伴う地下水流動系への影響の予測 -調査計画への提案 を実施した。 解析領域の設定および解析メッシュの作成では、広域を対象として領域と立坑周辺に着目した領域の設定および解析メッシュデータを作成した。さらに解析結果と調査データを対比し幌延深地層研究対象領域内の広域地下水流動特性の評価をおこなった。立坑掘削影響の予測として、立坑掘削後20年を対象に、立坑内への湧水量、立坑内の塩分濃度変化、周辺の水位変化等を予測した。さらにこれら解析、予測結果から今後必要な調査、解析評価についての提案をした。
茂呂 吉司*; 雨宮 清*
JNC TJ7400 2005-051, 171 Pages, 2003/02
JNC-TJ7400-2005-051.pdf:13.35MB
亀裂進展解析コードFRACOD(FRACOM社開発)を用いて,超深地層研究所の坑道掘削を模擬した掘削影響解析を実施した。
茂呂 吉司*; Tran-Duc-Phi-Oanh*; 雨宮 清*
JNC TJ1400 2005-002, 260 Pages, 1998/03
JNC-TJ1400-2005-002.pdf:29.18MB
放射性廃棄物の地層処分においては緩衝材とその周辺岩盤に廃棄体から発生する熱による力学・透水特性の変化、地下水の浸入による伝熱・力学特性の変化、緩衝材の膨潤、岩盤の変化による伝熱・透水特性の変化等が相互に複合して生じる。このため、人工バリア及びその周辺岩盤の伝熱特性、力学的挙動、水理特性等を評価するためには、これらの熱-水-応力連成現象を解析するモデル、コードの開発・確証が必要である。
茂呂 吉司*; OANH T D P*; 雨宮 清*
PNC TJ1412 97-001, 605 Pages, 1997/03
放射性廃棄物の地層処分においては緩衝材とその周辺岩盤に、廃棄体から発生する熱による力学・透水特性の変化、地下水の侵入による伝熱・力学特性の変化、緩衝材の膨潤、岩盤の変形による伝熱・透水特性の変化等が相互に複合して生じる。このため、人工バリア及びその周辺岩盤の伝熱特性、力学的挙動、水理特性等を評価するためには、これらの熱-水-応力連成現象を解析するモデル、コードの開発・確証が必要である。釜石鉱山においては、白亜紀初期の花崗岩中で原位置試験が進められてきた。本試験はその1つとして、熱-水-応力連成概念モデルを確立し、数学モデルとコンピューターコードを確証する目的で平成6年度に開始された。試験は、試験坑道掘削、岩の特性調査、試験ピット掘削、ベントナイトの埋設と連成試験の5段階に分かれている。昨年度までに、発破工法によって試験坑道掘削、14本の試錐と各種計測機器の埋設、大口径ボーリングによるピット掘削と岩盤挙動計測などが終了した。本年度は、試験ピット内に緩衝材を原位置締固め方式で施工し、同時に、緩衝材中に発熱体と熱-水-応力連成現象を観察する各種計測器を埋設したので報告する。
千々松 正和*; 松本 一浩*; 菅野 毅; 石黒 勝彦; 杉田 裕; 茂呂 吉司*; 石川 博久
PNC TN8410 97-025, 57 Pages, 1997/01
地層処分の性能評価において、ニアフィールドの熱、水理、応力等の条件を明確にする観点から、人工バリア及び周辺岩盤における熱-水-応力の連成現象を定量的に評価することが重要である。熱-水-応力連成試験設備(COUPLE)では、試験対象を周辺岩盤を含むニアフィールドまで拡張し、地下深部の処分環境下における地圧の作用、地下水の浸入による緩衝材の膨潤圧力の発生、廃棄体の発熱による熱応力等が周辺岩盤のゆるみ域や亀裂中の水理特性に及ぼす影響を評価することを主目的とし試験を実施した。試験の第一段階として、対象試験岩体への模擬処分孔掘削前後の載荷試験を実施した。試験の第二段階として、模擬処分孔内にヒーター、緩衝材(ベントナイトブロック)を設置し、浸潤、加熱試験を実施した。そして試験終了後、緩衝材のサンプリングを行ない、乾燥密度、含水比の測定を行なった。その結果、次のようなことが分かった。・AE測定と弾性波測定を総合的に評価することにより、載荷により発生する破壊の位置を定性的に予測できる。・サイクロメータを用いることにより、水がベントナイトの外側から順次内部へ浸入していく様子が観察できた。・ベントナイトに水が浸潤することにより膨潤圧が発生する。しかし、ベントナイトが飽和した時点で、膨潤圧の新たな発生はなくなる。・ヒーターによる加熱により、粘土内に熱応力が発生した。・ベントナイトブロックを用いる場合でも、ベントナイトが飽和した後は膨潤によりブロック継目は閉鎖し、高透水性部になることはない。
茂呂 吉司*; Oanh, T.*; 雨宮 清*
PNC TJ1412 96-002, 237 Pages, 1996/03
放射性廃棄物の地層処分のおいては緩衝材とその周辺岩盤に、廃棄体から発生する熱による力学・透水特性の変化、地下水の侵入による伝熱・力学特性の変化、緩衝材の膨潤、岩盤の変形による伝熱・透水特性の変化等が相互に複合して生じる。このため、人工バリア及びその周辺岩盤の伝熱特性、力学的挙動、水理特性等を評価するためには、これらの熱-水-応力連成現象を解析するモデル、コードの開発・確証が必要である。特に、亀裂性結晶質岩における深地層を理解するために、白亜紀初期の花崗岩を母岩とする釜石鉱山における原位置試験が計画され、熱-水-応力連成概念モデルを確立し、数学モデルとコンピューターコードを確証するために釜石原位置試験の1つとして、原位置熱-水-応力連成試験が計画された。連成試験計画は、試験坑道掘削、岩の特性調査、試験ピット掘削、ベントナイトの埋設と連成試験の5段階に分かれている。試験坑道は幅5m、奥行10m、高さ7mで、掘削機と発破によって掘削され、各種計測機器を埋設するために14本の試錐が行なわれた。本年度は、14本の試錐、計測機器の埋設と試験ピットの掘削を実施したので報告する。
茂呂 吉司*; Oanh, T.*; 雨宮 清*
PNC TJ1412 96-001, 481 Pages, 1996/03
放射性廃棄物の地層処分のおいては緩衝材とその周辺岩盤に、廃棄体から発生する熱による力学・透水特性の変化、地下水の侵入による伝熱・力学特性の変化、緩衝材の膨潤、岩盤の変形による伝熱・透水特性の変化等が相互に複合して生じる。このため、人工バリア及びその周辺岩盤の伝熱特性、力学的挙動、水理特性等を評価するためには、これらの熱-水-応力連成現象を解析するモデル、コードの開発・確証が必要である。特に、亀裂性結晶質岩における深地層を理解するために、白亜紀初期の花崗岩を母岩とする釜石鉱山における原位置試験が計画され、熱-水-応力連成概念モデルを確立し、数学モデルとコンピューターコードを確証するために釜石原位置試験の1つとして、原位置熱-水-応力連成試験が計画された。連成試験計画は、試験坑道掘削、岩の特性調査、試験ピット掘削、ベントナイトの埋設と連成試験の5段階に分かれている。試験坑道は幅5m、奥行10m、高さ7mで、掘削機と発破によって掘削され、各種計測機器を埋設するために14本の試錐が行なわれた。本年度は、14本の試錐、計測機器の埋設と試験ピットの掘削を実施したので報告する。
千々松 正和; 藤田 朝雄; 杉田 裕; 茂呂 吉司*; 石川 博久
PNC TN8410 96-056, 23 Pages, 1996/02
地層処分における技術開発の観点からは、工学規模での試験によるニアフィールド環境である周辺岩盤の挙動が人工バリアに与える影響の把握および周辺岩盤を含むニアフィールド性能の定量的評価と室内および原位置における大型試験による人工バリアの品質性能の確認を行い、地層処分技術の信頼性向上を図ることが重要となっている。そのため、動力炉・核燃料開発事業団東海事業所の地層処分基盤研究施設等における工学規模の試験と平行して、原位置試験場において、人工バリアの品質性能の確認およびその実岩盤条件下でのニアフィールド連成挙動を評価することが必要となっている。そこで、実条件でのニアフィールド環境を把握するため釜石原位置試験場において粘度充填・熱負荷試験を実施している。本論では、粘度充填・熱負荷試験を実施するに先駆けて岩盤内に設置された計測機器の仕様について示す。岩盤内の温度変化を測定するために熱電対が、水圧の変化を測定するために間隙水圧計が試錐孔内に設置された。また、岩盤変位を測定するために孔径ひずみ計、ボアホールひずみ径および亀裂変位計が試錐孔内に、
ゲージ、軸変位計が坑道表面に設置された。また、本論においては、これら各計測機器の設置位置及びその座標も示す。
茂呂 吉司*; Oanh, T.*; 雨宮 清*
PNC TJ1412 96-004, 122 Pages, 1996/02
放射性廃棄物の地層処分においては緩衝材とその周辺岩盤に、廃棄体から発生する熱による力学・透水特性の変化、地下水の侵入による伝熱・力学特性の変化、緩衝材の膨潤、岩盤の変形による伝熱・透水特性の変化等が相互に複合して生じる。このため、人工バリア及びその周辺岩盤の伝熱特性、力学的挙動、水理特性等を評価するためには、これらの熱-水-応力連成現象を解析するモデル、コードの開発・確証が必要である。本研究では、人工バリアの熱-水-応力連成モデル、コードを開発し、これまでの研究を整理し、成果をまとめた。さらに、原位置における熱-水-応力連成試験の設計検討として、緩衝材の施工法および品質確認手法の検討を実施した。
茂呂 吉司*; Oanh, T.*; 雨宮 清*
PNC TJ1412 96-003, 260 Pages, 1996/02
放射性廃棄物の地層処分においては緩衝材とその周辺岩盤に、廃棄体から発生する熱による力学・透水特性の変化、地下水の侵入による伝熱・力学特性の変化、緩衝材の膨潤、岩盤の変形による伝熱・透水特性の変化等が相互に複合して生ずる。このため、人工バリア及びその周辺岩盤の伝熱特性、力学的挙動、水理特性等を評価するためには、これらの熱-水-応力連成現象を解析するモデル、コードの開発・確証が必要である。本研究では、人工バリアの熱-水-応力連成モデル、コードを開発し、これまでの研究を整理し、成果をまとめた。さらに、原位置における熱-水-応力連成試験の設計検討として、緩衝材の施工法および品質確認手法の検討を実施した。
杉田 裕; 茂呂 吉司*; 原 啓二
ISRM 8th Congress, 0 Pages, 1995/09
高レベル放射性廃棄物の地層処分の性能評価において、ニアフィールドの熱、水理、応力等の境界条件を明確にする観点から、人工バリア及び周辺岩盤における熱-水-応力現象を再現できる試験設備「COUPLE」を製作し、地下深部の処分環境下における地圧の作用、地下水の浸入による緩衝材の膨潤圧力の発生、廃棄体の発熱による熱応力等が周辺岩盤のゆるみ域の力学、亀裂中の水理特性に及ぼす影響を中心に、熱-水-応力連成モデルの開発・確証試験を実施中である。COUPLEは、反力枠と加圧ジャッキ、恒温水槽と試験岩体からなる設備で、試験岩体の載荷条件や温度境界を制御することが可能な試験設備である。試験岩体の大きさは縦1.0m、高さ1.5mである。試験は、1つの試験岩体に対して、載荷試験、掘削載荷試験、連成試験を実施する。載荷試験とは試験岩体に模擬処分孔を掘削しない状態で、荷重境界を変化させて、試験岩体の力学特性と水理特
藤田 朝雄; 茂呂 吉司*; 土井 基尾; 松本 一浩*
PNC TN8410 93-294, 48 Pages, 1994/02
緩衝材大型試験設備では、原位置締め固め方式により設置した緩衝材を用いて、平成4年4月より加熱・全面注水試験を行なっている。本報告書は試験開始後12か月の間に得られた緩衝材中での熱、水の移動とそれに伴う膨潤圧の発生状況と6か月目に実施した水分測定のための緩衝材サンプリングの結果について報告する。サンプリング結果と試験結果から以下のようなことが分かった。1.緩衝材中の水分分布をみると、ヒーター近傍では熱の影響により初期含水比より含水比が低下しており、また人工岩盤近傍では注水側であるため初期含水比より含水比は上昇している。2.緩衝材中の膨潤圧は水平方向と鉛直方向との異方性はあるものの、試験室で測定した膨潤圧とほぼ同じ値(約5kg/cm2)が観察された。3.熱の分布は約半年でほぼ定常状態になり、緩衝材中の温度勾配は30cmの距離で約10
であった。
藤田 朝雄; 原 啓二; 茂呂 吉司*
'93 JOINT CSCE-ASCE National Conference, 0 Pages, 1993/00
高レベル廃棄物の地層処分システムにおける、廃棄体の発熱、周辺岩盤からの水の浸入、地圧や膨潤応力等が相互に作用して生じる熱-水-応力連成現象を評価することを目的として実施している緩衝材大型試験(Big-Ben)の結果をまとめるとともに、試験結果に基づき、水蒸気と液状水の二相を考慮した熱-水-応力の連成解析を実施し、試験結果と計算結果を比較考察した。
藤田 朝雄; 原 啓二; 茂呂 吉司*
DECOVALEX, 2nd, ,
本報は、地層処分システムの性能評価において重要な研究課題の一つとなっている熱-水-応力連成モデルの開発確証に関する国際共同研究「DECOVALEX」の一ケースとして、緩衝材大型試験のデータをとりまとめ提供するものである。内容は、廃棄体の発熱、周辺岩盤からの水の浸入に伴って生じる熱-水-応力連成現象を評価することを目的として実施している加熱・注水試験の途中経過を示すものであり、試験により、緩衝材中での水分分布とそれに伴う温度分布、膨潤圧の変化に関するデータが得られた。また、試験結果に基づき、水蒸気と液状水の二相を考慮した連成解析を実施した。
藤田 朝雄; 原 啓二; 茂呂 吉司*
国際ワークショッププロシーディングス, ,
本報は、地層処分システムの性能評価において重要な研究課題の一つとなっている熱-水-応力連成現象に関するモデル開発および連成試験の現状と今後の計画についてまとめたものである。モデル開発に関しては、連成解析コードの緩衝材大型試験設備における試験結果への適用性評価を行った。連成試験に関しては、COUPLEおよび釜石原位置試験の試験計画をまとめた。