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山本 陽一; 横田 秀晴
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.385 - 386, 2011/09
地下水涵養量など流域の水収支の評価を行う場合に、植生からの蒸散を含む地表から蒸発散量は、大変重要な要素となる。しかしながら、蒸発散量については直接観測することが容易ではないことから、通常、気象観測要素から推定する方法を用いて算定している。ただし、この方法による蒸発散量は一種の基準量であり気候や植生に応じた補正を加えて実蒸発散量に相当する値を得る必要がある。そこで、ライシメータを設置して、調査流域内の主要な植生である牧草地での蒸発散量の測定を試みた。その結果、本件ではペンマン法による推定値が可能蒸発散量としての適用性が高いこと、ペンマン法に対する非積雪時の蒸発散係数は年平均0.75となることが明らかにされた。
川口 昌尚; 岸 裕和; 延藤 遵*; 杉山 博一*
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.67 - 68, 2011/09
高レベル放射性廃棄物地層処分施設の建設には、微細な亀裂に対しても注入可能で高い改良目標値に対応でき、かつ長期的な岩盤変質への影響を最小限に抑える低アルカリ性(pH
11)のグラウト材料が必要であり、原子力機構では低アルカリ性セメント系グラウト材料,溶液型グラウト材料,超微粒子球状シリカ系グラウト材料の3種類の材料を開発してきた。平行平板を用いた室内浸透試験により、これらの各材料の浸透可能な開口幅の概要の把握を行った。また、浸透特性に影響を与える要因について検討を行った結果、低アルカリ性セメント及び超微粒子球状シリカに関しては、材料の最大粒径が大きく影響しており浸透特性のさらなる向上のためには材料の団粒化を解消することが必要である。溶液型に関しては、設計ゲルタイムと関係なく狭隘部で発生するゲル化が閉塞を起こす原因であり、これを防止するための工夫が必要である。
大橋 英紀*; 小山 倫史*; 蓮井 昭則*; 片山 辰雄*; 葛葉 有史
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.77 - 78, 2011/09
亀裂性岩盤へのグラウチングにおいて、浸透・充填・閉塞の過程は十分に解明されておらず、また、使用されるグラウト材は、その利用対象や目的,対象地盤の透水係数,亀裂の大きさなどにより異なる。本研究では、溶液型グラウト及び超微粒子球状シリカグラウトを対象として、グラウト注入解析モデル(等価多孔質媒体モデル)作成に必要なグラウトの流動・目詰まり特性の評価のため、溶液型グラウトと超微粒子球状シリカの異なる2種類の材料を用いて、粘性試験及びサンドカラム注入試験を実施した。サンドカラム注入試験の結果からグラウト浸透のメカニズムの相違が見られ、溶液型グラウトでは透水媒体の目詰まりは発生せず、供試体に均等に浸透し、ゲルタイム付近の急激な粘性の増大により透水係数が低減するのに対し、超微粒子球状シリカの場合、溶液型グラウトと比べて粘性が高いことに加えて透水係数の目詰まりの発生による透水係数の低減が大きく影響していることがわかった。この試験結果から、グラウト浸透特性の把握は、数値解析によるグラウト注入モデル作成において重要であることが判明した。
岸田 潔*; 小林 賢一郎*; 細田 尚*; 葛葉 有史; 岸 裕和; 延藤 遵*
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.81 - 82, 2011/09
グラウトの設計・施工は実績や経験に基づいて行われてきたことから、そのメカニズムや理論は十分に確立されておらず、注入仕様や改良効果の定量的評価が曖昧となっている。この課題を検討するのに、原位置での評価は難しく、モデル実験を行うのが適切であるが、ラフネスを有するフラクチャーに対してさまざまな実験を行うことは、多大な時間と費用を要することになる。そこで本研究では、フラクチャーの壁面凹凸がグラウト流動にどのような影響を及ぼすかについて理論的考察を行った。壁面振幅の影響として逆位相で壁面振幅が変化する場合の最大浸透距離と、波長の影響として最大浸透距離の波長による変化率を求めた結果、壁面振幅の存在によりグラウト最大浸透距離は88%に減少し、さらに、波長により最大65%程度最大浸透距離が平行平板状態より減少することを確認した。これは、壁面からの反力によって生じるもので、流下方向と反対に作用する壁面反力が、グラウト流体の浸透挙動に影響することが確認できた。
葛葉 有史; 岸 裕和; 蓮井 昭則*; 片山 辰雄*; 小山 倫史*
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.79 - 80, 2011/09
地層処分施設におけるグラウト技術の高度化研究では、グラウト浸透モデルを用いた注入管理方法についての技術開発を行っている。この技術開発では、ネットワーク構造や破砕帯構造で適用可能な、等価多孔質媒体モデルによる注入管理の具体化に向けた検討を行ってきた。本研究では等価多孔質媒体モデルに対して解析理論や解析コードの改良を行い、スイス・Nagraの地下研究施設グリムゼル岩盤研究所(以下、GTS)での地質調査に基づき作成した割れ目モデルに対して、室内試験で得られたグラウト材料の特性を使用して、GTSで予定するグラウト注入試験の事前解析を実施した。事前解析結果では、グラウト注入孔の2m範囲で透水係数が改良されていることが判明した。したがって、今後実施予定のGTSでのグラウト注入現位置試験では、注入孔に対し2m離れた場所に観測孔を削孔したうえで、グラウト注入を行い事前解析結果と実測データを比較検討することで等価多孔質媒体モデルの適用性を評価する予定である。
関根 一郎*; 山田 勉*; 関口 高志*; 藤田 朝雄; 中西 達郎
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.69 - 70, 2011/09
高レベル放射性廃棄物の地層処分における地下坑道への湧水抑制対策として、岩盤亀裂を対象にグラウト注入が検討され、グラウト材料の開発が進められている。しかしながら、高レベル放射性廃棄物処分施設の湧水量はどこまで許容されるのかについては、系統だった検討がなされていないのが実情である。本報告では、許容湧水量検討の第一段階として緩衝材をベントナイトブロックとして使用する場合を想定し、緩衝材ブロック間の隙間浸透実験を実施し、処分孔周辺の許容湧水量を検討した結果を報告する。
中西 達郎; 川口 昌尚; 津田 秀典; 鵜山 雅夫*; 田中 達也*
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.71 - 72, 2011/09
地層処分におけるグラウト技術の高度化開発では、天然バリアである岩盤の長期的変質を軽減する低アルカリ性の注入材料の開発、深度1,000m程度までを想定した注入技術の開発、グラウト材料が地質環境へ与える影響評価技術の開発を実施している。この中で、開発した材料の施工性及び湧水抑制効果(改良効果)の確認に加え、注入範囲を予測・制御するためのグラウト浸透モデルを用いた事前解析(シリーズその7参照)に基づくグラウト施工の実証試験(以下、原位置試験)を計画している。本報告は、スイス・グリムゼル岩盤試験場にて計画中の原位置試験に向けた事前調査結果から、試験エリアの水理的な連続性について報告するものである。
鐙 顕正*; 田中 達也*; 橋本 秀爾*; 中西 達郎; 津田 秀典
土木学会平成23年度全国大会第66回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.73 - 74, 2011/09
日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)は、スイスの放射性廃棄物処分実施主体である放射性廃棄物管理共同組合(Nagra)の地下研究施設グリムゼル岩盤研究所(以下、GTS)において、グラウト浸透モデル(等価多孔質媒体モデル)を用いた事前解析に基づくグラウト施工の実証試験(以下、原位置試験)を予定している。グラウト浸透モデルの構築には、特に試験エリアにおける岩盤の地質学的,水理学的な不均質性を理解し、それらの情報を適切な形で反映させた割れ目モデルを構築する必要がある。本報告では、おもにボーリング調査により得られたデータを用いて、結晶質岩サイトにおける割れ目モデルの構築のための地質構造の評価を行った事例について報告する。
松井 裕哉; 並木 和人*; 鈴木 健一郎*; 納多 勝*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、深部地質環境における地下構造物の施工に不可欠である湧水抑制対策技術(グラウチング)などの研究開発を経済産業省資源エネルギー庁からの受託研究として実施している。本研究は、その一環として、堆積岩中のグラウト材の分布状況を把握評価するうえでの既存の物理探査手法の適用性を室内試験で検討したものである。室内試験の結果、グラウト材の充填厚さが数mm以上の場合には、比抵抗やS波速度を利用する物理探査手法により堆積岩中のグラウト材の浸透範囲を把握できる可能性があることがわかった。
中間 茂雄; 藤田 朝雄; 小山 倫史*; 千々松 正和*
no journal, ,
本稿では、熱-水-応力-化学連成モデルの開発に関する国際共同研究「DECOVALEX-2011」の概要を示すとともに、Task Aにおけるスイス・モンテリー岩盤研究所におけるベンチレーション試験を対象とした、泥質岩における連成解析について示している。日本原子力研究開発機構で開発中の連成解析モデル・コードを用いたベンチレーション試験を対象とした連成解析の実施を通じて、モデル・コードの適用性の検討を行った。その結果、適切に解析条件やパラメータ設定を行うことにより、原位置における連成挙動を適切に表現可能であることが確認できた。
小山 倫史*; 清水 浩之; 千々松 正和*; 中間 茂雄; 藤田 朝雄
no journal, ,
本研究では、スウェーデンのエスポ地下研究所で結晶質岩を対象として実施された原位置試験(Pillar stability test)を対象とし、3次元有限要素法(3D-FEM)及び2次元粒状体個別要素法(2D-DEM)による熱-応力連成解析を適用し、原位置における計測結果との比較を行った。試験中の主応力・温度などの変化は原位置試験における観測結果と解析結果で定性的に良好な一致が見られ、特に3D-FEMの解析結果は定量的にも比較的良好な結果となった。一方、2D-DEMでは、掘削・加熱工程において試験孔壁面付近に微小亀裂が発生しており、このことから原位置試験で観察された試験孔壁面での岩盤の破砕、V字型に破壊し欠落する現象について考察することができる。
小池 真史*; 井尻 裕二*; 稲垣 大介; 津坂 仁和
no journal, ,
幌延深地層研究所の地下施設のうち、立坑についてはショートステップ工法で施工されている。施設建設段階で取得される種々の施工データを用いて、立坑の構造部材である覆工コンクリートの挙動を理解し、その長期的な健全性を確保する設計手法を確立することは、重要な工学的課題の一つである。これまで筆者らは、施工条件をできるだけ忠実に再現した三次元逐次掘削解析を実施し、施工中に取得された種々の計測データと比較することにより、ショートステップ工法による立坑掘削時の周辺岩盤及び支保の挙動について分析を行ってきた。本報告では、既往の研究と同様の手法を用いて、東立坑の深度220m付近を対象とした三次元逐次掘削解析を実施し、岩盤物性や初期応力の異方性が覆工コンクリートの挙動に及ぼす影響について考察した。その結果、覆工コンクリートに発生する応力の分布の特徴から、岩盤物性を低く設定することは必ずしも安全側の設計条件にはならないため、立坑支保の設計を合理的に行うためには、岩盤物性に幅がある場合、施工条件によっては下限値だけでなく、上限値も考慮する必要があることを示した。
藤田 朝雄; 笹本 広; 畑中 耕一郎; 油井 三和
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物などの地層処分に求められる性能を満足するグラウト技術の高度化開発プロジェクトを平成19年度より取り組んできており、本報では、平成22年度の成果の全体概要を示すとともに、特にグラウト(セメント材料)による岩盤等の長期的な劣化などの化学的影響評価について報告する。
今井 久; 九石 正美; 鈴木 英明; 藤田 朝雄
no journal, ,
塩水浸潤時の緩衝材の不飽和特性として、水分特性曲線,比透水係数を推定した。水分特性曲線は蒸留水に対して得られた結果に塩分の効果を加えて算定した。比透水係数は1次元の塩水浸潤試験を介して逆解析的に同定した。これら推定したこれらパラメータを3次元塩水浸潤試験に適用し、測定値と比較、良好な一致を確認し、推定したパラメータの有効性を確認した。また、地球化学パラメータに関しても解析と測定の比較により調和的傾向を確認,解析の有効性を提示した。
鈴木 英明; 中間 茂雄; 藤田 朝雄; 今井 久; 九石 正美
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物のニアフィールド環境を把握するためモニタリング技術が求められている。本報では、緩衝材中の再冠水挙動を把握する手法として比抵抗トモグラフィーに着目した。キャリブレーション試験により緩衝材の水飽和度と比抵抗との関係を求めた。さらに、工学規模の人工バリア試験を実施し、キャリブレーション試験結果に基づき緩衝材の再冠水挙動を把握した。本研究により、比抵抗トモグラフィーが人工バリアにおける緩衝材の水分変化をモニタリングする有効な手法の一つであることを確認した。
田中 達也*; 鐙 顕正*; Bruines, P.*; 岸 裕和; 葛葉 有史
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、スイスのグリムゼル岩盤試験場において、グラウト浸透モデル(等価多孔質媒体モデル)を用いた事前解析に基づくグラウト注入試験(以下、原位置試験)を予定している(シリーズその4参照)。結晶質岩等の硬岩を対象としたグラウチングでは、グラウトは水みちとなる割れ目を浸透経路とすることから、グラウトの注入、浸透範囲を確認するための原位置試験計画の立案や、グラウト浸透モデルの構築には、割れ目の地質学的特性や透水性に起因する水理学的な不均質性を理解し、それらの情報を適切な形で反映させる必要がある。本報告では、おもにボーリング調査により得られたデータを用いて、原位置試験計画の立案支援や別途構築するグラウト浸透モデルに反映するパラメータの導出を目的として、試験エリアの割れ目モデルを構築した現状の結果について報告する。
板橋 秀治; 関谷 美智*; 佐高 裕之; 島田 智浩*; 加藤 欣也*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において深地層研究施設の建設を進めている。本発表は、研究施設建設時に発生する掘削土(ズリ)の分析手法についての考察を行ったものである。施工に伴い発生する掘削土(ズリ)には、自然由来であるものの、第二種特定有害物質であるカドミウム・ひ素・セレン・フッ素・ホウ素が含まれていることから、土壌汚染対策法の「遮水工封じ込め型」に準じた構造である掘削土(ズリ)置場に搬出している。搬出の際には、建設現場内に設置した分析室にて溶出試験を実施し(以下「現地分析」とする)、第二溶出量基準以下であることを確認している。本稿では現地分析の迅速化、及びその場合の精度について検討し、その妥当性の検証を行った。
萩原 健司*; 小池 真史*; 関谷 美智*; 板橋 秀治; 大原 正嗣
no journal, ,
立坑掘削期間を短縮させる手法の1つとして、1覆工長を延伸し、覆工コンクリート打設回数を削減することが挙げられる。北海道天塩郡幌延町において建設を進めている幌延地下研究施設の西立坑において、1覆工長の延伸が可能であるかを検討し、その結果について報告する。
桝永 幸介; 天野 健治; 國丸 貴紀
no journal, ,
本研究では、実際のボーリング調査で経験したトラブル事例を精査し、トラブルの種類,発生原因,対策等を整理するとともに、崩壊事例に着目したハザードの発生頻度・性状等を検討した。その結果、ハザードの一つである崩壊の多くは、特定の地質構造に集中して発生していることがわかった。今後は、トラブルシューティングの事例の蓄積等を通じて、システムの利便性をさらに高めるとともに、3次元地質モデル等を活用したリスク評価手法の精度向上を図る予定である。