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杉原 弘造; 松井 裕哉
平成22年度(2010年)資源・素材学会秋季大会講演集, p.157 - 160, 2010/09
日本における地層処分の計画や研究開発の進展状況,地層処分の概念や特徴を示すとともに、現在の主要な研究の一つである深地層の研究施設計画の概要と現状,岩盤工学上の研究課題,最近の研究成果例を紹介する。深地層の研究施設における岩盤工学に関する研究のキーワードは「物理的安定性」と「超長期評価」である。前者に関しては、応力状態評価や塑性領域の発生等の不安定現象評価が課題である。後者に関しては、クリープ挙動といった従来の時間依存挙動の考え方などの適用性の評価が課題となる。
澤田 淳; 鐵 桂一*
no journal, ,
亀裂性岩盤を対象とした核種移行評価モデルの一つとして亀裂を均質な一次元平行平板でモデル化する方法が一般的に使われる。しかし、実際の亀裂は複雑な形状を呈しており、一次元平行平板モデルに用いる亀裂の平均的な透水量係数や亀裂開口幅の値の設定方法が課題の一つである。そのため、実際の亀裂の表面粗さや開口幅の分布などの幾何学的な特徴を把握し、それらが亀裂内での移流分散などの物質移行に与える影響を理解することが重要となる。本研究では、天然の亀裂を含む50cmスケールの花崗岩試料を亀裂に直交する方向に1mmごとに精密研削し、各断面における亀裂断面の観察から亀裂表面形状のデータに加えて、開口幅のデータを取得し亀裂開口幅の空間分布や亀裂幅との相関性などの知見を得た。
桝永 幸介; 天野 健治; 鶴田 忠彦
no journal, ,
地質環境調査のリスク要因となり得るボーリング孔崩壊の発生頻度と規模の評価を行うために、岐阜県東濃地域で掘削した深層ボーリング孔の崩壊事例の分析・整理を行った。その結果、対象ボーリング孔で発生した崩壊は、規模の大きな割れ目帯中の特定の方向性を有する割れ目もしくはその近傍で発生していることがわかった。
鶴田 忠彦; 越智 稔; 湯口 貴史; 田上 雅彦; 各務 和彦; 吉田 英一*; 西本 昌司*; 西山 忠男*; 中俣 公徳*
no journal, ,
放射性廃棄物の地層処分,石油資源探査,CO
の地中貯留などの地下の地質環境を対象とした調査では、地下水の流動や水質分布に影響を与える地質構造の分布や特徴を把握することが重要である。地下水の流動などに影響を与える地質構造の一つとして遮水性の構造として機能する断層があげられる。断層が遮水性の機能を有する原因は粘土鉱物を多く含む断層岩や変質岩の分布と考えられることから、粘土鉱物を形成した変質プロセスの理解は、遮水性の構造として機能する断層の分布や特徴を理解するうえで必要不可欠である。日本原子力研究開発機構が建設を進めている瑞浪超深地層研究所(以下、「研究所」)では、遮水性の構造として機能する断層が確認されていることから、当該断層を研究事例とした地球化学的,鉱物学的な検討に基づく変質プロセスの解明を進めている。本報ではこれまでに得られた知見について報告する。
栗原 新; 松岡 稔幸; 鶴田 忠彦; Martin, A.*
no journal, ,
本研究発表では、調査の計画立案・実施を支援する次世代型サイト特性調査情報統合システム(ISIS:経済産業省資源エネルギー庁からの受託研究として開発中)の支援のもと構築される地質環境モデルのうち、地質モデルの断層分布に関する不確実性評価ツールの整備状況を報告する。地質モデルにおける地質・地質構造分布の理解度を向上するうえで、モデルが内包する不確実性の適切な評価と低減の過程は必要不可欠であり、不確実性の定量的評価手法は地質モデルの構築において重要な課題と位置付けられる。そこで、東濃地科学研究ユニットでは、地質モデルの構築・評価の手順やノウハウを体系化したエキスパートシステムの整備を目的とし、超深地層研究所計画において構築した地質モデルにおける断層の存在確率、及びモデルの構築に寄与した取得情報の数値化による定量的な不確実性評価ツールを開発した。
杉田 裕; 真田 祐幸; 中村 隆浩; 藪内 聡
no journal, ,
原子力機構は、幌延深地層研究所の140m東側調査坑道において、水平坑道の施工と原位置試験を通じ、掘削影響領域の幅・物性変化の程度の把握,掘削影響領域のモデル化,掘削影響評価手法の確立を目的に掘削影響試験を実施している。この調査試験では、坑道の掘削に合わせて弾性波トモグラフィ調査,孔内載荷試験,透水試験を繰り返し行い、間隙水圧,水分の連続計測を行うものである。弾性波トモグラフィ調査や間隙水圧計測結果から、坑道掘削の進捗に伴う掘削影響領域の発現と考えられる変化を捉えることができた。今後、これら掘削影響領域の発生のメカニズム解明のための検証データの蓄積を継続して行う予定である。
林 克彦; 岸 裕和; 武部 篤治*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分施設は、地下300m以深に多数の坑道を並列に配置(以下、多連設坑道)する従来あまり例のない構造物である。原子力機構においては、当初従来の単一トンネルモデルによる設計を行ってきた。しかしこの方法では掘削に伴う坑道群特有の緩み領域を把握できないため、より実際の状況と現象に近づけるよう新たに坑道群を考慮できる多連設坑道モデルによる設計方法を検討している。
真田 祐幸; 中村 隆浩; 杉田 裕
no journal, ,
原子力機構は、幌延深地層研究センターの東立坑において、立坑掘削により発生する掘削影響領域の幅・物性変化の程度を把握し、掘削影響領域を評価することを目的として掘削影響試験を実施している。この調査試験では、BTV,孔内載荷試験,透水試験,速度検層を立坑の掘削前後で行った。また、地中変位計を用いて立坑周囲の変位も計測した。声問層を対象とした本試験では、力学的な物性(弾性係数,変形係数,地中変位)と水理的な物性(透水係数)については、立坑壁面からおおむね1m程度の影響範囲が発現することが推定できた。また、透水係数の変化はおおむね1オーダーであった。
及川 寧己*; 相馬 宣和*; 當舎 利行*; 松井 裕哉; 丹野 剛男; 平野 享*
no journal, ,
Acoustic Emission/Deformation Rate Analysis法(以下、AE/DRA法)は、ボーリングによって岩盤から採取した岩芯から切り出した軸載荷用試験片を用いた室内試験により、載荷軸方向で受けていた元の岩盤内の応力を評価する計測法である。筆者らは、掘削影響領域の簡便・低コストな調査法として、ボーリング孔掘削から得られる情報を最大限活用するための基礎研究を行っており、ここではその一環として瑞浪超深地層研究所、深度200m水平坑道周辺岩盤においてAE/DRA法による応力計測を実施した。個々の試験片から得られた応力値のばらつきは大きかったものの、総じて
1方向については東西
(北西-南東)南北の範囲に評価され、ばらつきも含めておおむね水圧破砕法のデータと整合的な結果が得られている。AE/DRA法により十分な数の応力値データが得られたため、インバージョンを含めた解析法を工夫することによりおおむね安定して三次元応力場のデータを得ることに成功したものと考えている。
野口 聡; 中山 雅; 佐藤 治夫
no journal, ,
原子力機構では、低アルカリ性が要求される高レベル放射性廃棄物処分場の支保工材料に適した吹付けコンクリートを開発中である。普通ポルトランドセメント,シリカフューム,フライアッシュの混合比を4:2:4としたHFSC424において、一般の吹付けコンクリートと同等の施工性を確保できる配合の選定の可能性を示した。また、事前の配合選定試験において、水セメント比を30%とすることで、設計基準強度36MPaを満足する配合の選定に成功した。事前の吹付け試験において本配合のリバウンド率は約13%と小さく、坑道内の粉じん濃度の低下などの施工環境の向上が期待される。本配合を用いて2009年6月より幌延深地層研究センターの深度140mの調査坑道の約70m区間において原位置施工試験を実施した。本配合で施工された支保工は十分な強度を確保したこと、及びその吹付け施工性は一般の吹付けコンクリートと同等以上である他、普通セメントコンクリートを用いた吹付けコンクリートより粉じん量及びリバウンド率が小さいことを確認できた。今後、さらなる施工実績の蓄積、及び原位置に施工された支保工の低アルカリ性及び周辺環境への影響の調査を行う予定である。
関谷 美智; 北川 義人*; 五十嵐 敏文*; 洞 秀幸*
no journal, ,
幌延深地層研究センターにおいて、掘削土(ズリ)置場にて浸出水の亜硝酸態,硝酸態イオンの濃度が徐々に増加していることが明らかになり、排水基準値(日間平均)を超えることがないよう、排水管理を適切に行うことが重要となる。本研究はカラム溶出試験とMODFLOWを使ったモデリングによりアンモニア態窒素の硝化反応のプロセスの解明と溶出濃度の将来予測を行った。