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報告書

堆積岩地域の水理特性を把握するためのモデル解析

野本 康介*; 松井 幹雄*; 井上 博之*; 吉野 尚人; 唐崎 建二*; 伊藤 一誠*

JNC TJ8400 2005-005, 94 Pages, 2005/02

JNC-TJ8400-2005-005.pdf:7.92MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分サイトの安全評価では,調査結果に基づいてサイトの地質学的,水理学的,化学的特性などを理解する必要がある。調査結果は,地下水流動および物質移行モデルの構築,モデル解析のためのパラメータ設定に適宜反映される。堆積岩地域の水理特性把握を目的として,サイクル機構の深地層の研究施設計画のうち,幌延地域で認められている地下水中の塩水や溶存ガス,地層中での高い間隙水圧などの特徴を考慮した解析を実施し,地下水流動や物質移行に及ぼす影響について検討を行った。

報告書

軟岩の長期安定性に関する検討

吉野 尚人; 宮野前 俊一*; 井上 博之*; 梨本 裕*

JNC TJ8400 2005-004, 166 Pages, 2005/02

JNC-TJ8400-2005-004.pdf:4.59MB

本委託業務では、以下の2つの項目に関する検討・評価を行った。(1)ニアフィールド環境が堆積軟岩の力学挙動に及ぼす影響に関する検討(2)幌延幌延を条件とした岩盤の長期力学挙評価/ニアフィールド環境が堆積軟岩の力学挙動に及ぼす影響に関する検討では、廃棄体からの熱の影響に着目し、幌延地域で採取した岩石試料を用いて、異なる温度下(80$$^{circ}$$Cと20$$^{circ}$$C)で室内試験を実施した。その結果、コンプライアンス可変型モデルの時間依存性パラメータを取得し、試験環境が80$$^{circ}$$Cと20$$^{circ}$$Cにおけるクリープ特性について比較を行った。また、廃棄体周辺の熱、乾燥、再冠水などの環境条件が堆積軟岩の長期安定性に与える影響について既存の文献をもとに一般的な堆積岩における知見を整理した。その結果をもとに、原位置試験における検証方法についてまとめた。幌延を条件とした岩盤の長期力学的挙動評価では、これまでに幌延の試錘調査より得られている情報を用いて、試験孔の掘削時および長期の力学的安定性について解析的に検討した。掘削時の検討では、深度や研究坑道の配置方向の違いにより安定性に差が生じることを示した。長期安定性検討では条件により安定性に差が生じるものの、変形や緩み領域の発生が時間の経過とともに徐々に収束していく傾向は変わらないことを示した。また地山強度比により掘削時および長期の安定性の目安を得ることができることを述べた。

報告書

移行パラメータ信頼性評価手法の確立(II)

吉野 尚人; 野本 康介*; 松井 幹雄*; 梨本 裕*

JNC TJ8400 2004-035, 227 Pages, 2005/01

JNC-TJ8400-2004-035.pdf:23.11MB

地層処分の安全評価では様々な不確実要因が内在し,これらを完全に排除することは困難である。そのため,安全評価の不確実性を定量的に評価する手法に関する検討が必要となる。サイクル機構殿は地下水流動解析に着目し,調査試験データや解析で求められる値の空間的なバラツキの定量化を目的として,2003年度に,透水係数設定方法の整理と分散の定量化手法の検討,確率論による浸透流解析に基づく評価項目のバラツキの定量化手法の開発,二次元鉛直断面における事例検討,を行った。本業務では2003年度の検討結果を踏まえ,1)任意点からの地下水流れの到達点のバラツキ評価の検証,2)2次元プログラムの3次元化,3)3次元プログラムによる事例検討,の検討および作業を行った。

報告書

堆積岩地域の特徴を考慮した地下水流動現象の解明とモデル化に関する研究 概要報告書

井上 博之*; 石黒 健*; 久慈 雅栄*; 吉野 尚人

JNC TJ8400 2004-014, 59 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-014.pdf:5.57MB

本委託業務では、幌延地域における地下深部の特徴を堆積岩地域の特徴の一例として取り上げ、それらが性能評価上重要となる地下水の流動や移行経路にどのように影響を及ぼすのかを把握することを目的として、以下の項目の検討を行った。1) 堆積岩地域における密度流解析手法の研究 2) 幌延地域のモデル化および間隙水圧、塩分濃度に関する基礎検討 3) 地下水流動、地温勾配および岩盤応力変形の連成解析手法に関する基礎研究 4) 堆積岩地域の地下水流動シミュレーション解析の高速化に関する検討その結果、既往の研究(今井他2002など)を参考として、2002年度までの調査データを入力データとして盛り込んだ幌延地域の水理地質構造をモデル化した。また、堆積岩地域における密度流解析手法として多成分多層流解析コードTOUGH2(Karsten Pruess, et al., 1999)の適用性を確認し、岩盤中の異なる塩分濃度や特異な間隙水圧を考慮した解析が可能であるとの見通しを得た。また、TOUGH2と岩盤応力変形解析コードFLAC3D(Itasca Consulting Group 1997)をカップリングしたTOUGH-FLAC(Rutquvist J, et al.,2002)の適用性についても見通しを得た。さらに、大規模な計算に対応するためにTOUGH2の高速化に関する検討を行い、効率的な高速化の方法と高速化が可能であることを示した。

報告書

堆積岩地域の特徴を考慮した地下水流動現象の解明とモデル化に関する研究

井上 博之*; 石黒 健*; 久慈 雅栄*; 吉野 尚人

JNC TJ8400 2004-013, 137 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-013.pdf:22.48MB

本委託業務では、幌延地域における地下深部の特徴を堆積岩地域の特徴の一例として取り上げ、それらが性能評価上重要となる地下水の流動や移行経路にどのように影響を及ぼすのかを把握することを目的として、以下の項目の検討を行った。1) 堆積岩地域における密度流解析手法の研究 2) 幌延地域のモデル化および間隙水圧、塩分濃度に関する基礎検討 3) 地下水流動、地温勾配および岩盤応力変形の連成解析手法に関する基礎研究 4) 堆積岩地域の地下水流動シミュレーション解析の高速化に関する検討 その結果、既往の研究(今井他2002など)を参考として、2002年度までの調査データを入力データとして盛り込んだ幌延地域の水理地質構造をモデル化した。また、堆積岩地域における密度流解析手法として多成分多層流解析コードTOUGH2(Karsten Pruess, et al., 1999)の適用性を確認し、岩盤中の異なる塩分濃度や特異な間隙水圧を考慮した解析が可能であるとの見通しを得た。また、TOUGH2と岩盤応力変形解析コードFLAC3D(Itasca Consulting Group 1997)をカップリングしたTOUGH-FLAC(Rutquvist J, et al.,2002)の適用性についても見通しを得た。さらに、大規模な計算に対応するためにTOUGH2の高速化に関する検討を行い、効率的な高速化の方法と高速化が可能であることを示した。

報告書

軟岩の長期力学的変形挙動研究(II)

井上 博之*; 吉野 尚人; 宮野前 俊一*; 水谷 和彦*; 野田 兼司*

JNC TJ8400 2004-005, 145 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-005.pdf:7.87MB

本委託業務では,大久保モデルによる岩盤の長期力学的変形挙動評価手法の信頼性向上に資することを目的として,北海道幌延地域で採取された堆積軟岩を対象とした室内試験を行った。また,2002年度までの幌延試錘調査より判明している情報を用いて,幌延原位置試験実施予定領域の環境を想定し,処分坑構築時の空洞安定性評価に関する検討を行った。その結果,熱や乾燥などの試験条件が異なる場合の大久保モデルの各パラメータを多数取得することに成功し,その結果をもとに算出したクリープ寿命と実測のクリープ寿命の比較検討を行うことができた。また,ピットの掘削時,および長期経過後の力学的安定性について解析的な検討を行い,変位や緩み域の進展は,初期の段階で顕著であり,徐々に収束傾向を示す結果を得た。

報告書

移行パラメータ信頼性評価手法の確立

吉野 尚人; 梨本 裕*; 松井 幹雄*; 伊藤 節男*; 野本 康介*

JNC TJ8400 2003-071, 63 Pages, 2004/01

JNC-TJ8400-2003-071.pdf:43.22MB

本業務では、地下水流動解析に必要な調査試験データや、解析で求められる値の空間的なバラツキの定量化を目的として、1)透水係数設定方法の整理とその分散の定量化手法の検討、2)確率論による浸透流解析に基づく評価項目のバラツキの定量化手法の開発、3)二次元鉛直断面における事例検討、について検討を行った。

論文

原位置トレーサ試験より得られる核種移行パラメータ値の不確実性評価

澤田 淳; 吉野 尚人; 細野 賢一*

サイクル機構技報, (18), p.39 - 49, 2003/03

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価においては、核種移行計算に用いる入力パラメータ値の不確実性が計算結果に及ぼす影響を定量的に評価することが重要な課題の1つとなっている。本研究では、原位置で実施されるトレーサ試験データから核種移行パラメータの同定ならびに、同定値の不確実性の定量的評価に目的に、最尤推定法を用いた逆解析プログラムを開発するとともに、スウェーデンAspo島の地下研究所内の単一割れ目内で実施された非収着性および収着性トレーサを用いた原位置トレーサ試験結果から得られる核種移行パラメータの不確実性を評価した。今後、このような手法で定量化された不確実性が安全評価に与える影響を組み合わせて検討することで、安全評価に用いられるパラメータ値の妥当性や保守性を確認するために必要な試験項目や精度等の明確化に資すると考えられる。

論文

亀裂状媒体水理試験設備(LABROCK)による天然亀裂内の透水・物質移行特性評価

吉野 尚人; 佐藤 久*; 内田 雅大

サイクル機構技報, (18), p.51 - 58, 2003/03

高レベル放射性廃棄物地層処分では、安全評価のため天然バリア内での核種移行現象の解明が必要となる。著者らは50cmスケールのチャンネル構造を含んだ天然亀裂岩体での透水・トレーサー試験ができる装置を開発し、天然亀裂内の透水・物質移行現象の解明を目的とした試験及び解析を行った。その結果、対象とした天然亀裂の水理学的開口幅、物質移行開口幅、マスバランス開口幅の大小関係を把握し、亀裂開口幅分布が異方的で流れ方向に垂直な方向に大きなチャンネル構造をもつ可能性があることを明らかにし、チャンネル構造の概略的な把握に成功した。さらに、亀裂に垂直な応力を負荷させた透水・トレーサー試験より亀裂開口幅分布が垂直応力に依存して変化することを明らかにした。今後は天然亀裂の開口幅を測定して亀裂開口幅分布を明らかにし、天然亀裂内の透水・物質移行現象をモデル化する予定である。

報告書

岩盤不連続面の力学・透水メカニズムの実験的・解析的研究(先行基礎工学研究分野に関する平成13年度報告書)

江崎 哲郎*; 神野 健二*; 三谷 泰裕*; 蒋 宇静*; 内田 雅大; 吉野 尚人

JNC TY8400 2002-006, 164 Pages, 2002/06

JNC-TY8400-2002-006.pdf:12.69MB

サイクル機構は、平成11年度$$sim$$平成13年度にかけて「岩盤不連続面の力学・透水メカニズムの実験的・解析的研究」と題して九州大学と共同研究を行っている。本報告書は、前記共同研究内の最終年度である平成13年度の成果を集約したものである。本研究では、1.亀裂開口幅の測定手法の確立、2.不連続面の力学・透水カップリング技術の開発、3.GIS技術を用いた不連続面の力学・透水モデルの開発を主たる検討項目としており、それぞれの検討項目について以下の成果を得た。(1)亀裂開口幅の測定手法の確立 不連続面生成時の初期開口幅の評価手法を提案し、その評価手法の妥当性を検証した。また、不連続面の幾何学的特性を定量的に評価し、せん断に伴う変化を明らかにした。(2)不連続面の力学・透水カップリング技術の開発 不連続面のせん断・透水同時実験装置を開発し、取得したデータを吟味し、不連続面のせん断透水同時特性の特徴に関する知見を得た。(3)GIS技術を用いた不連続面の力学・透水モデルの開発 GISを用いてせん断・透水同時特性モデルを構築し、不連続面のせん断・透水同時特性の評価を行った。

報告書

亀裂状媒体水理試験設備(LABROCK)による透水・トレーサー試験; 2001年度までの成果

吉野 尚人; 佐藤 久*

JNC TN8400 2002-001, 66 Pages, 2002/03

JNC-TN8400-2002-001.pdf:1.96MB

著者らは、地層処分天然バリアの長期性能評価の基礎資料を得るため、亀裂状媒体水理試験設備(LABoratory test on mass transport in fractured ROCK:略称LABROCK)を使用して、透水・トレーサー試験を実施し、亀裂内の透水特性と物質移行特性に関する検討を行った。対象とした亀裂は平行平板岩体と天然亀裂岩体であり、検討の結果、透水特性および物質移行特性に関する多くの知見を得た。本報告書は、2001年度までに得られたこれらの知見をまとめたものである。今後LABROCKでは、今回使用した天然岩体亀裂の開口幅測定を実施する予定である。そこで得られた開口幅のデータを基に物質移行解析を実施し、天然岩体亀裂の透水・物質移行特性等を説明できるような亀裂内のモデルを構築することができれば、天然バリアの長期性能評価の基礎資料として本研究は重要な地位を占めると考えている。

報告書

岩盤不連続面の力学・透水メカニズムの実験的・解析的研究(先行基礎工学分野に関する平成12年度報告書)

江崎 哲郎*; 神野 健二*; 三谷 泰浩*; 蒋 宇静*; 内田 雅大; 吉野 尚人

JNC TY8400 2001-005, 50 Pages, 2001/06

JNC-TY8400-2001-005.pdf:7.67MB

サイクル機構は、平成11年度$$sim$$平成13年度にかけて「岩盤不連続面の力学・透水メカニズムの実験的・解析的研究」と題して九州大学と共同研究を行っている。本報告書は、前記共同研究内の平成12年度の成果を集約したものである。平成12年度は、せん断-透水同時試験装置の改良を行い、本装置を用いて岩盤不連続面のせん断-透水同時試験を実施した。また、不連続面の形状を幾つかの手法によりし、不連続面の幾何学的分布情報を解析し、不連続面の亀裂開口幅を特定する手法について提案した。さらに、せん断中の岩盤不連続面の力学・透水メカニズムを明らかにすることを目的として、せん断-透水同時実験のシミュレーションを行った。

報告書

LABROCK用透水性キャリブレーション岩体の採取

内田 雅大; 吉野 尚人

JNC TN8410 2001-016, 36 Pages, 2001/05

JNC-TN8410-2001-016.pdf:1.53MB

本技術報告は、東海事業所地層処分基盤研究施設に設置してある亀裂状媒体水理試験設備(LABROCK)において、原位置と同じ垂直荷重状態とするために原位置での透水試験を行った天然岩体の採取状態についてまとめたものである。なお、本資料は、平成5年10月に動力炉・核燃料開発事業団によって取りまとめられたものである。

報告書

亀裂状媒体水理試験設備(LABROCK)用試験岩体の切り出し・整形

内田 雅大; 吉野 尚人

JNC TN8410 2001-015, 35 Pages, 2001/05

JNC-TN8410-2001-015.pdf:1.73MB

本技術報告は、東海事業所地層処分基盤研究施設に設置してある亀裂状媒体水理試験設備(LABROCK)において使用する釜石原位置試験場天然岩体の切り出し、整形についてまとめたものである。なお、本資料は、平成5年3月に動力炉・核燃料開発事業団によって取りまとめられたものである。

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