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報告書

クラックテンソル・仮想割れ目モデルによる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析

郷家 光男*; 堀田 政國*; 若林 成樹*; 中谷 篤史*

JNC TJ7400 2005-058, 167 Pages, 2005/03

JNC-TJ7400-2005-058.pdf:7.49MB

核燃料サイクル開発機構東濃地科学センターでは、地質環境の調査・解析・評価技術の基盤整備と、深地層における工学技術の基盤整備を目的として、瑞浪市において超深地層研究所計画を進めている。本業務では、坑道の力学的安定性の評価や第2段階以降の調査・研究計画の策定に資するために、瑞浪超深地層研究所用地において取得された土岐花崗岩のデータに基づきクラックテンソルモデルによる応力解析を行い、その応力状態を用いて仮想割れ目モデルによる透水性変化解析を行った。検討の結果、以下のような知見を得た。1)立坑の基本ケースにおいて、GL-500mでは内空変位は9.03mm、GL-1000mでは21.78mmとなり、透水係数の最大増加率は両者とも約14倍となった。また、横坑の基本ケースにおいて、GL-500mではスプリングラインの内空変位は3.36mm、GL-1000mでは7.99mmとなり、透水係数の最大増加率は側壁で約19$$sim$$28倍、底盤で約15$$sim$$45倍となった。2)立坑および横坑において、同一深度でも岩盤等級が下がると、坑道の内空変位や覆工、吹付けコンクリートおよびロックボルトなどの支保工の応力は増加した。ただし、安全率や透水係数の増加領域の分布には変化がほとんど見られなかった。3)横坑において、同一深度でも坑道の展開方向を0$$^{circ}$$から90$$^{circ}$$Cまで変化させると、坑道の内空変位、吹付けコンクリートおよびロックボルトなどの支保工の応力は増加した。さらに、安全率分布や側壁の透水係数の増加領域も変化する傾向を示した。4)掘削損傷領域の存在を考慮すると、立坑および横坑とも、坑道の内空変位や覆工、吹付けコンクリートおよびロックボルトなどの支保工の応力は増加し、さらに、透水係数の最大増加率は大幅に増加した。例えば、横坑の底盤では、透水係数の最大増加率は240$$sim$$400倍となった。

報告書

研究坑道掘削に伴う坑道周辺岩盤の透水性変化予測解析

郷家 光男*; 多田 浩幸*; 堀田 政國*; 若林 成樹*

JNC TJ7400 2003-003, 93 Pages, 2003/02

JNC-TJ7400-2003-003.pdf:5.87MB

核燃料サイクル開発機構東濃地科学センターでは、地質環境の調査・解析・評価技術の基盤整備と、深地層における工学技術の基盤整備を目的として、瑞浪市において超深地層研究所計画を進めている。本業務では、モデル化手法の評価に資するために、これまでに取得された土岐花崗岩のデータに基づき、クラックテンソルモデルによる応力解析を行い、その解析で得られた応力状態を用いて仮想割れ目モデルによる透水性変化予測に関する2次元解析を行った。検討の結果、以下のような知見を得た。(1)クラックテンソルモデルによる2次元応力解析の結果、立坑および横坑とも、岩盤が堅硬なケースでは、内空変位は微小であった。ただし、断層部では、大きな変位が発生した。(2)仮想割れ目モデルによる透水性変化予測解析の結果、立坑および横坑とも、岩盤が堅硬なケースでは、掘削壁面から約1mの範囲で10倍以上の透水係数の増加を示し、最大で100倍以上に増加した。ただし、断層部では、掘削壁面から約4mの範囲で10倍以上の増加を示した。(3)横坑において、同一深度でも坑道展開方向が変化すると、割れ目の方向や初期応力の影響により、透水係数の増加領域は変化した。例えば、GL-945mの横坑の壁面では、透水係数の最大増加率は110倍から670倍まで変化した。(4)横坑の支保については、周辺岩盤が堅硬であるため、明瞭な支保効果は見られなかった。

報告書

高レベル廃棄物地層処分システムの設計研究, IV; 概要報告書, 昭和58年度

荒 弘重*; 福光 健二*; 飯塚 友之助*; 石井 卓*; 泉谷 泰志*; 今津 雅紀*; 櫨田 吉造*; 長谷川 誠*; 前田 政也*; 矢部 幸男*; et al.

PNC TJ199 84-04VOL1, 20 Pages, 1984/03

PNC-TJ199-84-04VOL1.pdf:0.88MB

地層処分場の処分ピットの間隔は小さいことが経済性や施設規模の面から望ましいが,固化体は発熱体なので許容上限岩盤温度に見合う間隔を設けなければならない。冷却貯蔵期間・埋設密度・岩盤熱物性が異なる場合について軸対象熱伝導解析と3次元熱伝導解析を行なって,許容上限岩盤温度を100$$^{circ}C$$とした場合の処分ピット間隔を次のように得た。・固化後30年貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔8$$sim$$4m・固化後100年以上貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔2mさらに,施設のスケールファクター(1万本,2万本,4万本),岩盤の種類(硬岩,軟岩),冷却貯蔵期間(30年,100年,500年)を変えた中から6案の処分しせつ設計し,コストを概算した結果,固体化1本当りの処分コストは3600万本/本(貯蔵期間100年以上,硬岩の場合)から8000万円/本(貯蔵期間30年以上,軟岩の場合)と推定された。また,岩盤内空洞の地震時の被災例,観測例および安定性に対する解析的研究例について文献調査した結果,良好な岩盤に堀削した空洞の耐震性の高さが明らかとなった。なお,昭和55年$$sim$$58年度の研究開発成果について総括し,報告書は2分冊に分けて作成した。

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