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吉田 宏*; 西 謙治*; 磯辺 隆寿*; 坂野 且典*; 沢内 至武*; 清水 保明*; 塩崎 信久*; 田中 協一*; 古市 光昭*
PNC TJ1100 93-002, 118 Pages, 1993/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために掘削した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材等により閉鎖し(以下「シーリング」と呼ぶ)、廃棄体の隔離性能を長期にわたって確保する必要がある。本年度の研究成果を以下に示す。1)ベントナイトを主材とする圧縮固化体の物性値(強度、圧密特性、膨潤特性、透水性、熱物性)をまとめ、粘土のせん断圧密挙動を記述する構成式に必要な土質パラメータを整備する観点から、今後行うべき試験の検討を行った。また、透水係数の温度依存性や熱伝導率モデルに関する評価を行った。2)基本的な地下水挙動を把握するために、処分場を掘削し、埋戻し材(ベントナイト、砂)で埋め戻す場合の地下水位低下及び再冠水現象を解析的に検討した。3)従来のダムグラウトの経験に基づいて、原位置でのグラウト試験計画を立て、室内試験においてベントナイトスラリーによる粘土系グラウトの注入試験を行った。
石井 卓*; 栗原 雄二*; 沢内 至武*; 杉原 豊*; 島邊 賢一郎*
PNC TJ1449 92-003, 166 Pages, 1992/02
動燃事業団がとりまとめ中の平成3年報告書の作成にあたり、性能評価解析の前提となる処分システムの仕様を設定するために、熱影響解析を実施し、処分形態、処分場規模、及び、処分場レイアウトについて考察するとともに、人工バリア中の廃棄体の沈下解析、容器腐食による体積膨張に関する影響の解析を実施し、長期挙動についての考察をおこなった。ニアフィールドの熱影響解析の結果、処分坑道3m、坑道離間距離15mの場合の廃棄体埋設密度の目安として、堆積岩(処分深度は500m)の場合には廃棄体1体あたり80m/SUP2、結晶質岩(処分深度は1000m)の場合には100m/SUP2の専有面積が必要であることが判った。ファーフィールドの解析を実施するに際して、地表の境界条件について調査した結果、地盤と大気との境界条件は熱伝達率で評価することが一般的であり、その値としては10
20kcal/m/SUP2/h度Cを用いているのが現状であることが判った。保守的な計算条件として無風状態に相当する熱伝達率10kcal/m/SUP2/h度Cの値を採用して解析を実施した結果、地表面の温度は初期温度の15度Cのまま変化はないという計算結果であった。なお、深度125mの地盤の温度は1000年後に約5度C上昇するという計算結果であった。廃棄体の沈下をABAQUSおよびDACSARの2種類のコードで予測解析した。2次元解析において計算された沈下量はABAQUSによれば0.92mm、DACSARによれば2.70mmであり、問題となる程の沈下量ではない。なお、2種類のコードによる計算結果の違いについて若干の考察をおこなった。オーバパックの腐食生成物の力学影響について予測解析した。オーバパックの体積が腐食によって2倍に膨張するものと仮定したときの、緩衝材による応力緩和効果を考慮して周囲の岩盤の応力について評価した。緩衝材の厚さが30cmである場合には岩盤壁面近傍には想定初期地圧(300kgf/cm/SUP2、深さ1000m)を上回る応力値が計算された。計算結果では、オーバパックの膨張に伴って緩衝材の密度がベントナイトの真比重に至るまで圧縮されることを示唆しており、緩衝材の圧縮性についての非線型性を考慮すると必ずしも応力緩和は期待できないと思われる。一方、緩衝材の厚さが100cmの場合には岩盤の応力値は30cmの場合に比べて約1/5程度であり、また緩衝材の圧縮量も問題とならないので、緩衝材はオーバーパックの腐食膨張による影響を十分に緩衝し得ると思われる。
杉原 豊*; 櫨田 吉造*; 三上 哲司*; 沢内 至武*
PNC TJ1449 92-002, 81 Pages, 1992/02
本研究は、動力炉・核燃料開発事業団が平成2年に策定した地層処分研究開発工程表に従って、人工バリアシステムの仕様と性能評価のためのニアフィールド条件を明らかにする研究の一環として実施したものである。この中で重要な課題であるニアフィールドの応力評価手法の開発を目的として、掘削初期の空洞変形挙動評価、人工バリア周辺岩盤の長期挙動評価研究及び最近の諸外国の研究動向調査を実施した。掘削初期の空洞変形挙動評価に関しては、処分場の対象となる大深度地下空洞に対し、トンネル等の既存の設計手法の適用可能性について検討し、空洞掘削初期の岩盤の力学的安定性における評価手法を整理・検討した。これに基づき、実現性の高い空洞断面設計を行い、周辺岩盤の挙動等についての解析成果を明示した。併せて今後の空洞変形挙動評価手法の開発検討計画についても検討を加えた。人工バリア周辺岩盤の長期挙動評価については、岩石のクリープ現象を調査し、岩石クリープにおける既存の力学モデルの適用性及び評価方法、さらに、長期挙動検討に不可欠な挙動の時間依存性に関して検討した。岩盤クリープ変形による人工バリアへの影響について現段階で考えられるシナリオに基づいた理論解析結果を明示し、今後の研究課題を提示した。そして、これらの開発検討に関与すると思われる研究報告を幅広く諸外国の文献等に求め、調査結果を分析整理し、とりまとめた。
吉田 宏*; 西 謙治*; 磯辺 隆寿*; 坂野 且典*; 沢内 至武*; 石原 和夫*; 中島 健一*; 田中 協一*; 古市 光昭*
PNC TJ1100 92-002, 85 Pages, 1992/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために掘削した坑道(処分坑、処分坑道、連絡坑道、接続坑道等)を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材等により閉鎖し(以下「シーリング」と呼ぶ)、廃棄体の隔離性能を確保する必要がある。本年度は、我が国の地質環境条件を考慮して粘土系材料等の物性試験を継続して実施するとともに、シーリングに関する概念検討を実施し、埋戻し、プラグ、グラウトなどに関する概念を検討した。さらに、室内及び原位置において行うべきシーリング試験に関する試験設計を実施した。
吉田 宏*; 西 謙治*; 磯辺 隆寿*; 坂野 且典*; 沢内 至武*; 石原 和夫*; 古市 光昭*
JNC TJ1400 2005-009, 150 Pages, 1992/02
JNC-TJ1400-2005-009.pdf:12.18MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために掘削した坑道(処分坑,処分坑道,連絡坑道,接続坑道等)を人工バリア材の一つである埋戻し材,プラグ材,グラウト材等により閉鎖し(以下「シーリング」と呼ぶ)、廃棄体の隔離性能を確保する必要がある。
三上 哲司*; 沢内 至武*; 櫨田 吉造*; 吉田 憲治*; 島辺 賢一郎*
PNC TJ1449 91-012, 125 Pages, 1991/03
地層処分施設の設計には、多種多様なデータや設計手法を取り扱うことが必要となり、そのためには計算機による支援システムは不可欠である。本研究は、その処分施設の設計の効率化を目的としたCAE(Computer Aided Engineering)システムの開発研究を実施したものである。今年の開発研究では、昨年度の基本設計の成果をもとに、地質情報処理及び設計支援の両サブシステムについて昨年度よりさらに進んだ設計検討を行った。地質情報処理サブシステムではその機能、システム構成及び運用方法について検討を行うとともに、既存のシステムについての調査も行った。また、地質情報を格納するデータベースについてもその機能を検討し、データ項目と入手方法を示した。設計支援サブシステムでは、「設計研究」の成果を参考に全体配置及び部位設計の設計手順を示し、システム化に向けてのブレークダウンを行った。さらに各段階における実施項目及び入出力データ等をまとめた。同時に、ヴィジュアルな配置検討の効率化を目標に、既存の解析支援システムを用いてケーススタディを行った。最後に各サブシステムの開発にあたっての課題を整理した。
三上 哲司*; 沢内 至武*; 櫨田 吉造*; 吉田 憲治*; 島辺 賢一郎*
PNC TJ1449 91-003, 26 Pages, 1991/03
地層処分施設の設計には、多種多様なデータや設計手法を取り扱うことが必要となり、そのためには計算機による支援システムは不可欠である。本研究は、その処分施設の設計の効率化を目的としたCAE(Computer Aided Engineering)システムの開発研究を実施したものである。今年度の開発研究では、昨年度の基本設計の成果をもとに、地質情報処理及び設計支援の両サブシステムについて昨年度よりさらに進んだ設計検討を行った。地質情報処理サブシステムではその機能、システム構成及び運用方法について検討を行うとともに、既存のシステムについての調査も行った。また、地質情報を格納するデータベースについてもその機能を検討し、データ項目と入手方法を示した。設計支援サブシステムでは、「設計研究」の成果を参考に全体配置及び部位設計の設計手順を示し、システム化に向けてのブレークダウンを行った。さらに各段階における実施項目及び入出力データ等をまとめた。同時に、ヴィジュアルな配置検討の効率化を目標に、既存の解析支援システムを用いてケーススタディを行った。最後に各サブシステムの開発にあたっての課題を整理した。
杉原 豊*; 三上 哲司*; 沢内 至武*; 櫨田 吉造*; 島辺 賢一郎*
JNC TJ1400 2005-019, 919 Pages, 1991/03
JNC-TJ1400-2005-019.pdf:53.88MB
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