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堀内 泰治; 平野 享*; 池田 幸喜; 松井 裕哉
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.242 - 247, 2011/01
日本原子力研究開発機構は、瑞浪超深地層研究所立坑中心の深度200m付近から掘削したパイロットボーリング孔を利用し、深度500m地点に高精度歪計を設置し、200mからの研究坑道掘削中に取得した深度500m地点での岩盤の歪データを用い、地球潮汐といった定常的な外力変動や地震及び発破などの瞬間的な外力変動による岩盤の変形状況を分析した。その結果、評価できるデータの取得期間は短かったが、今回使用した高精度歪計は、地球潮汐や地震時のみならず鉛直深さで300m程度離れた場所の発破の微少変形も観測しえたことから、掘削面前方の岩盤の剛性の違いなどの岩盤状況を相当離れた位置から把握できる可能性が示された。
見掛 信一郎; 山本 勝; 池田 幸喜
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.191 - 196, 2011/01
日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、岐阜県瑞浪市では、花崗岩を主な対象として超深地層研究所計画を進めており、深地層の研究施設である瑞浪超深地層研究所の建設を行っている。超深地層研究所計画では、「深部地質環境の調査・解析・評価技術の整備」及び「深地層における工学技術の基盤の整備」の2つを全体目標とし、現在、研究坑道の掘削を進めている。研究坑道は2010年10月現在、深度約460mまで到達している。本報告では、研究坑道掘削の概要と、掘削に伴って発生する湧水を抑制する対策として実施したプレグラウチングや、立坑掘削面の自立性が低い領域において実施した地山安定化対策などについて述べる。
浅井 秀明; 久慈 雅栄*; 堀内 泰治; 松井 裕哉
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.13 - 18, 2011/01
高レベル放射性廃棄物の地層処分などの岩盤地下構造物建設においては、合理的・効果的な設計施工の観点より、地上からの調査や掘削中の壁面観察結果からサイト固有の岩盤力学的特徴を反映しつつ、設計等に必要な適切な岩盤分類を行う手法の構築が大きな課題と考えられる。このような観点から、筆者らは「岩盤の工学的分類方法JGS 3811-2004」をベースとした新しい定量的岩盤分類法を考案し、日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所における立坑2本を含む研究坑道の堆積岩部及び結晶質岩部へ適用するとともに、電研式岩盤分類法の岩盤等級と比較することによってその適用性を評価した。
清水 浩之; 小山 倫史*; 千々松 正和*; 藤田 朝雄; 中間 茂雄
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.248 - 253, 2011/01
本論文では、原位置試験場における花崗岩の、坑道の掘削及び加熱による亀裂進展挙動に対して連続体解析手法である有限要素法と不連続体解析手法である粒状体個別要素法を適用した解析結果を比較した。有限要素法による解析結果では、掘削や加熱による応力やひずみの変化を定量的に良好に評価できることがわかった。一方、粒状体個別要素法による解析結果では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壊現象について考察することができた。このような数値解析手法の特徴を踏まえて解析結果を比較することで、温度,応力やひずみ,亀裂進展過程について、定性的かつ定量的により精度の高い評価を行うための手法を提案する。
石井 洋司; 見掛 信一郎; 神谷 晃; 渡辺 和彦; 延藤 遵*; 草野 隆司*
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.185 - 190, 2011/01
岐阜県瑞浪市において建設を進めている「瑞浪超深地層研究所」は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の技術基盤を整備するため、おもに花崗岩を対象とした深地層の科学的研究を進めている。現在実施中の研究坑道掘削工事において掘削範囲の地質や地下水状況を把握するために坑道掘削に先立ちパイロットボーリング調査を行ったところ、深度400m付近の換気立坑掘削領域において深度200m付近よりも透水性は低いものの高圧の湧水が発生する可能性が高い区間が存在することがわかった。そこで坑道掘削時の湧水を抑制することを目的として掘削範囲周辺に超微粒子セメントを用いたプレグラウチングを行った。その結果、低透水性・高湧水圧の岩盤であっても湧水量低減効果を確認することができた。
郷家 光男*; 石井 卓*; 佐ノ木 哲*; 松井 裕哉; 杉田 裕
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.282 - 287, 2011/01
せん断変形の進行に伴う透水特性の変化を把握することを目的として、日本原子力研究開発機構が幌延深地層計画において採取した稚内層の硬質頁岩に対してせん断破壊透水試験を行った。透水試験には軸方向の一様流と半径方向の放射流による方法を採用した。その結果、軸方向の透水試験では、弾性変形状態以降に透水係数は増加し、残留強度時には初期状態の十倍程度まで増加した。一方、半径方向の透水試験では、ひずみ軟化過程に至ると透水係数は急激な増加を示し、最終的には約十万倍まで増加した。そして、支保工や掘削方法を工夫することにより、ひずみ軟化状態に至る前の状態に制御でき、さらに、拘束圧を1MPa程度に維持できるならば、透水係数の増加を抑制できることが示唆された。
延藤 遵*; 辻 正邦*; 草野 隆司*; 見掛 信一郎; 神谷 晃; 石井 洋司
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.179 - 184, 2011/01
瑞浪超深地層研究所掘削工事では、排水処理費等を考慮すると極力湧水を抑制することが望ましい。換気立坑の立坑深度460mまでは、セメント材料を用いたプレグラウチングにより湧水を抑制してきたが、今後の掘削の進展に伴う湧水圧の増大により、セメント材料が浸透しない微小亀裂からもある程度の湧水が発生することが懸念される。そこで、浸透性と耐久性に優れた特殊な溶液型グラウトを用いて、深度300mの水平坑道で試験施工を実施した。その結果、1Luを下回る透水場においても十分な湧水抑制効果を有することが確認された。さらに、グラウト注入区間に9MPa強の水圧を作用させても、水圧作用前後において顕著な透水性の変化は見られず、グラウトによる湧水抑制効果が保たれていることを確認した。
稲垣 大介; 津坂 仁和; 井尻 裕二*; 小池 真史*; 羽出山 吉裕*
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), 6 Pages, 2011/01
日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において堆積岩を対象に地下研究施設を建設中である。立坑の施工では、ショートステップ工法を採用しており、掘削後すぐに剛性の高い覆工コンクリートを打設するサイクルを繰り返すため、立坑掘削に伴い周辺岩盤並びに支保は、NATM工法とは異なる挙動を示す。立坑掘削時に取得した周辺岩盤挙動並びに支保部材応力の計測データの分析結果より、覆工コンクリート打設後は、立坑壁面から半径方向に遠方の地山の方が立坑壁面よりも大きく内空側に変位することから、ロックボルトには圧縮方向の軸力が発生するため、引張方向の軸力による吊下げ効果等を発揮していないと考えられた。そこで、ロックボルトを打設しない区間を試験的に設定し、地山の挙動並びに覆工コンクリート応力を計測することにより、ロックボルトの作用効果を確認したうえで、最終的にロックボルトの必要性について判断することとした。その結果、懸念された壁面の崩落等の事象も発生しないことを確認できたことから、後続の施工区間において、ロックボルトを省略することとした。
杉田 裕; 中村 隆浩; 真田 祐幸
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.230 - 235, 2011/01
特願 2010-116655 
公報
地下深部に坑道を掘削すると、坑道の周囲には掘削影響領域が発生する。この掘削影響領域は、岩盤の力学的,水理的,地球化学的特性が変化することとなり、高レベル放射性廃棄物の地層処分における放射性核種の移行経路を評価するうえで、掘削影響領域の広がりや特性の変化の度合い、それらの経時変化を把握することが重要となっている。筆者らは、幌延深地層研究計画において、珪藻質泥岩に掘削した水平坑道を対象とした掘削影響試験において、坑道周囲の岩盤の力学特性の変化を把握する目的で、弾性波トモグラフィ調査及び孔内載荷試験を実施し、弾性波トモグラフィ調査のモニタリング技術としての可能性を示した。
津坂 仁和; 稲垣 大介; 小池 真史*; 井尻 裕二*; 羽出山 吉裕*
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.7 - 12, 2011/01
日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において堆積岩を対象に地下研究施設を建設中である。平成22年7月末時点で、東立坑(内径6.5m)と換気立坑(内径4.5m)は深度250.5mに到達した。立坑の施工には、ショートステップ工法を採用している。高さ2m,厚さ40cmの剛性の高い覆工コンクリートを、掘削後直ちに構築する施工サイクルを繰り返すため、立坑掘削に伴い、その周辺岩盤並びに支保部材の挙動は、一般的な吹付けコンクリートとロックボルトを用いた坑道掘削の場合と大きく異なる。ショートステップ工法に伴う岩盤並びに支保部材の力学挙動を解明し、合理的な設計と施工管理手法を確立するために、本研究では、幌延深地層研究所の東立坑の深度220m付近を対象として、立坑掘削に伴って生じる覆工コンクリート内の円周方向応力分布を、数値解析と現場計測によって分析した。数値解析では、施工手順を再現した立坑の三次元逐次掘削解析を実施した。現場計測では、覆工コンクリートの同一水平面内に応力計を配置する一般的な計測手法に対して、初期地圧の主応力方向の断面内の複数の高さに各5個の応力計を配置した。その結果、厚さ60cm(実績),高さ2mのリング形状の覆工コンクリート内の応力分布について、その最大値と最小値の生じる箇所や、その応力差が10MPa以上と顕著であることを明らかにした。今回の成果に基づいて、次年度以降の立坑の施工における覆工コンクリート応力計測手法について、その計測箇所と頻度を見直した。
澤田 淳; 鐵 桂一*; 坂本 和彦*
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.236 - 241, 2011/01
亀裂性岩盤を対象とした地下水流動評価や核種移行評価には、亀裂を一枚の均質な平行平板に近似したモデルを一般的に用いる。実際の亀裂は複雑な形状を呈しており、これを平行平板モデルで表現する際、透水量係数や亀裂開口幅の値をどのように設定するかが課題となる。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ごとに精密研削して各断面における亀裂断面の観察から亀裂開口幅の分布データを得た。その結果から亀裂の透水特性を評価し、透水試験により得られた亀裂の透水特性との比較を通じて亀裂開口幅の分布と透水特性の関係を検討する。