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論文

Development of a grout database for geological disposal of high-level radioactive waste

津田 秀典; Walker, C.; 新貝 文昭*; 岸 裕和*; 油井 三和

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(11), p.1110 - 1113, 2012/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:36.4(Nuclear Science & Technology)

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has developed a grout database (GDB) comprising the latest technical data of grout materials relevant to the geological disposal of high-level radioactive waste (HLW). Currently, only newly developed grout materials of low pH cements, superfine spherical silica and colloidal silica, which are expected to provide a target pH under 11 leachate, are included in the GDB. Case examples from on-site works and laboratory based tests that have been published in the literature have been used to add construction and material details to the GDB. The GDB is available online for registered users to obtain and provide data of grout technology.

論文

Fundamental study on a grout penetration model for a HLW repository

藤田 朝雄; 新貝 文昭*; 延藤 遵*

Journal of Energy and Power Engineering, 6(8), p.1191 - 1203, 2012/08

高レベル放射性廃棄物地層処分場で仕様可能なグラウト浸透モデルとして、室内試験結果にGustafson and Stillモデルを適用し、その有効性を確認した。

論文

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,6; グラウト浸透モデルによる原位置注入試験結果の事後分析

辻 正邦*; 延藤 遵*; 沖原 光信*; 杉田 裕; 藤田 朝雄; 新貝 文昭

土木学会平成22年度全国大会第65回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.93 - 94, 2010/09

湧水抑制のために必要となるグラウトの代表的材料であるセメント材料は、高アルカリ影響などにより他のバリアへ悪影響を与えることが懸念される。このため、グラウト注入時には湧水抑制対策の観点から要求される範囲に限定してグラウトを注入することが、経済性だけではなく長期安全性の観点からも望まれる。これまでに、グラウト浸透距離を推定するためのGustafsonとStilleの理論(GSモデル)の適用性を室内実験により検討してきた。本報告では、幌延深地層研究所の換気立坑大型試錐座(GL-250m)で実施された原位置適用性試験の結果をGSモデルを用いて分析することにより、同モデルの適用性を考察した。その結果、原位置注入試験の結果は、GSモデルを用いた事後分析により説明可能であり適用性が示された。しかし、亀裂特性に関するデータが不足している場合は浸透経路のモデル化が恣意的となるため、限定的な調査結果から浸透モデルを推定する手法については、今後さらなる研究が必要である。

論文

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,3; 溶液型グラウト材料の長期耐久性試験

杉山 博一*; 延藤 遵*; 福岡 奈緒美; 新貝 文昭; 島田 俊介*; 小山 忠雄*; 木嶋 正*; 寺島 麗*

土木学会平成22年度全国大会第65回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.87 - 88, 2010/09

高レベル放射性廃棄物等の地層処分では、処分施設の長期性能に及ぼす影響や許容湧水量の観点を考慮してグラウト材料の適用性の研究を行ってきた。その中でも微小な亀裂を対象として、浸透性や耐久性に優れる溶液型グラウト材料に着目し、これまで基礎的な物性試験を行ってきた。本報では、溶液型グラウト材料の長期耐久性に着目した試験結果を報告した。長期耐久性にかかわるゲルからのシリカ溶脱量は、周囲の地下水との接触条件(地下水流量,地下水のシリカ濃度,亀裂内でのゲルと地下水の接触面積など)が大きく影響することが示した。ただし、長期耐久性を定量的に評価するためには、今後周囲の地下水との接触条件を適切に評価する必要があることが課題としてあげられた。

報告書

地層処分を対象としたグラウト材料の開発

福岡 奈緒美; 新貝 文昭; 三浦 律彦*; 延藤 遵*; 山田 勉*; 内藤 守正

JAEA-Data/Code 2010-005, 353 Pages, 2010/07

JAEA-Data-Code-2010-005-01.pdf:8.91MB
JAEA-Data-Code-2010-005-02.pdf:46.47MB

高レベル放射性廃棄物を対象とした地層処分施設では、天然の岩盤(天然バリア)と工学的なバリア(人工バリア)によって構築される多重バリアシステムにより長期的な安全の確保がなされる。しかし、支保工やグラウトに用いられている普通ポルトランドセメントなどのセメント系材料は高アルカリ性であり、長期的には岩盤の変質を引き起こし、処分システムの長期性能に影響を及ぼす可能性が指摘されている。さらに、地層処分施設の操業にあたっては、地下深部の高水圧環境や緩衝材の定置作業性などを確保するために、湧水量が厳しく制限されることが想定されることから、従来のグラウトよりも改良目標値が高く設定され、微細な亀裂に対しても注入可能なグラウト材料が必要と考えられる。このため、平成19年度より、既存のグラウト材料と同等以上の施工性・止水性を有し、岩盤への影響を最小限に抑える低アルカリ性(pH$$leqq$$11)のグラウト材料の開発に取り組んでいる。ここでは、グラウト材料の開発状況について室内試験結果及び検討内容を整理し、原位置への適用において最適と考えられる配合を提示する。

口頭

亀裂性岩盤のグラウトによる湧水抑制効果の予察的検討

小林 伸司*; 延藤 遵*; 杉山 博一*; 小林 保之; 新貝 文昭

no journal, , 

本研究は、第2次取りまとめに示された地質環境条件をベースとして岩盤の亀裂条件(亀裂密度,開口幅分布等)を設定し、グラウトにより改良される最小亀裂開口幅と湧水量の関係について予察的に検討したものである。その結果、処分施設の坑道内への湧水量を仮に数L/分/100mに制限しようとすると、40$$mu$$m以上の開口幅を有する岩盤亀裂を改良する必要があることが示唆された。そのため、今後は懸濁型だけでなく溶液型グラウトも視野に入れて検討する必要があることを示した。

口頭

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,5; 溶液型グラウト材料の適用性に関する試験

新貝 文昭; 杉山 博一*; 延藤 遵*

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物地層処分施設の湧水抑制対策において、超微粒子でも充填できない微細な岩盤の亀裂に対して、コロイダルシリカなどの溶液型グラウト材料の適用性を検討した。寸法安定性試験,耐久性試験,抵抗性試験等により溶液型グラウト材料は、セメント系の材料に比べ強度や寸法安定性に劣るものの、適切な配合を選定することにより、これらの特性やシリカの耐久性についても改善することが可能であることが把握できた。しかし、大きな亀裂開口幅に対しては、水圧に対する抵抗性が低いと考えられるため、セメント系材料との併用や、処分坑道掘削後において許容湧水量が達成できない場合のポストグラウトとしての利用などが考えられることを示した。

口頭

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,9; グラウト浸透モデルの適用性に関する検討

延藤 遵*; 沖原 光信*; 小林 伸司*; 新貝 文昭

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物処分施設の湧水対策におけるグラウトでは、注入時にグラウト浸透範囲を予測し、本来必要とされる範囲にのみグラウト注入を実施することが経済性だけではなく長期安全性の観点からも望ましい。グラウト浸透範囲を推定するための理論的,解析的研究が実施されているが、本報告では、特にGustafsonとStilleによる理論的研究を取り上げて、理論式による予測結果をFEM解析と比較することでその適用性を考察した。GustafsonとStilleの理論式とFEM粘性流体コードを用いて1次元のグラウトの浸透挙動を予測した結果、両者は整合的であったため、ビンガム流体の浸透挙動の予測に対するGustafsonとStilleの理論式の適用可能性が確認されたと評価した。

口頭

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,2; グラウト材料の開発

山田 勉; 内藤 守正; 小林 保之; 新貝 文昭

no journal, , 

地層処分施設では、地下深部の高水圧環境や緩衝材の定置作業性などを確保するために湧水量が厳しく制限されることが想定される。さらに、従来のグラウトに用いられている普通ポルトランドセメントなどのセメント系材料は高アルカリ性であり、長期的には岩盤の変質を引き起こし、バリアシステムの長期性能に影響を及ぼす可能性が指摘されている。このような背景を踏まえ、既存のグラウト材料と同等以上の施工性・止水性を有し、岩盤への影響を最小限に抑える低アルカリ性のグラウト材料の開発に取り組んでいる。本稿では、その開発状況について成果の概要とその適用範囲の考え方を報告する。

口頭

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,7; 地層処分を対象としたグラウト設計・施工手順の検討

泉 敦; 内藤 守正; 山田 勉; 新貝 文昭

no journal, , 

我が国では高レベル放射性廃棄物を地下300m以深に地層処分することを基本方針としており、割れ目や地下水が多い深部地質環境の特徴や環境基準への対応を考慮すると、湧水抑制対策としてグラウト技術は必要不可欠であり、地下深部の高水圧環境に適用できることが要求される。また、施工後のグラウト材からのアルカリによる岩盤の変質などバリア構成要素への長期影響にも配慮する必要がある。これらの地層処分特有の留意点を整理し考慮したグラウト設計・施工手順の検討を行った。

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