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松井 裕哉; 前田 信行; 瀬戸 政宏*
JNC TY7430 2000-001, 57 Pages, 2000/03
JNC-TY7430-2000-001.pdf:2.17MB
大規模地下空洞や大深度地下構造物の建設は、空洞周辺岩盤が本来持っている力学的・水理学的な物性を変化させ、空洞の安定性や地下水流動へ影響を及ぼす。資源環境技術総合研究所とサイクル機構は、岩盤の力学的安定性に関する調査方法や評価方法をテーマとして、平成元年度より共同研究を実施している。平成10年度から第4フェーズとして、岩盤空洞の安定性に関する評価方法の検討というテーマで、主として掘削影響領域を評価するための基礎データとなる初期応力状態や二次応力状態の計測・評価手法などについて検討することとした。本年度は、東濃鉱山の地表から掘削した深度約200mのボーリング孔において、AE法、DRAによる三次元初期応力測定およびAE法と水圧破砕法による初期応力測定を実施し、三次元的な初期応力状態を把握するとともに初期応力状態の評価手法の適用性について検討した。それらの結果の概要について、以下に述べる。・鉛直方向の応力値は、堆積岩部では推定される土被り圧とほぼ等しく、花崗岩部ではそれより少し大きい。・水平最大主応力値は、深度と共にほぼ直線的に増加し、その勾配は花崗岩部の方が大きい傾向にあった。・水平最大主応力値は、堆積岩部では概ねN-S
N45
Wで、花崗岩部ではほぼN45°W方向であった。・応力環境については、堆積岩部で遷移型(
H
=h)、花崗岩部では遷移型もしくは横ずれ断層型(HhV)の応力環境であった。・今回用いたAE法、DRAおよび水圧破砕法は初期応力測定手法としての適用性があり、AE法と水圧破砕法を組み合わせた三次元的な応力状態の評価方法は有効であることが示された。
畑 浩二*
PNC TJ7201 98-001, 46 Pages, 1998/03
揚水式地下発電所や大断面トンネルのような大規模地下構造物を構築する場合、地盤の初期応力を事前に把握しておくことは重要である。対象地山の初期応力状態を把握しておくことにより、合理的な設計・施工を実施することが可能になる。具体的には、地下構造物の最適な形状、位置ならびにレイアウト方向の選定を支援することが可能になる。我が国では、初期応力測定にオーバーコアリング法や水圧破砕法が主に利用されてきた。しかし、これら原位置で実施される方法は手軽に実施できるという状況にはなく、かつ非常に高価なものであった。一方、室内で実施可能な方法の一つにアコースティック・エミッション法(以下、AEと略す)がある。この方法は、原位置試験法に比べて非常に簡単で、安価に実施できる特徴を有している。AEとは材料内部に蓄えられたエネルギーの一部分が音響パルスとなり伝播することから、材料内の組織構造変化を把握する有力な手段になりうる。岩石のAEには「カイザー効果」と呼ばれる現象が確認されている。カイザー効果とは、履歴荷重を受けた材料に載荷する際、先行荷重値を越えるまでAEはほとんど発生しない現象である。地山の初期応力は履歴応力と考えられることから、カイザー効果を利用すれば初期応力が評価できることになる。本研究では、東濃鉱山の300m
300m深度200m程度の領域内における初期応力状態を把握するため、TM-2孔から採取されるボーリングコアを利用して鉛直方向の初期応力分布状況をAE法を用いて測定した。得られた結果の概要を以下に示す。(1)凝灰質砂岩では、しきい値を230mV、210mV、感度を90dBに設定することによりカイザー効果を確認した。(2)花崗岩では、しきい値を450mV、430mV、感度を80dBに設定することによりカイザー効果を確認した。(3)鉛直方向の初期応力成分vと土破りHとの間には、v=0.022Hなる関係のあることが判明した。
not registered
PNC TY1569 98-001, 34 Pages, 1996/03
坑道掘削に伴い周辺岩盤の力学的、水理学的物性が変化すると考えられる。このような物性が変化した岩盤領域は、新たな物質の移行経路となる可能性があるとともに、坑道の力学的安定性に影響をもたらすと考えられる。このような観点から坑道掘削に伴う周辺岩盤の物性変化の範囲や程度を定量的に評価することが重要である。しかし、坑道掘削に伴う岩盤の物性変化を計測・評価する手法は確立されているとはいえない。このため、掘削に伴う物性変化に関する評価手法の開発を目的として、資環研との共同研究を開始した。共同研究においては、資環研が評価手法の開発に関する室内試験および原位置試験を実施し、動燃事業団が掘削に伴う物性変化を把握するために、東濃鉱山において掘削影響試験を実施するという分担とした。本研究期間での目的は、以下のようにまとめることができる。・室内規模での比抵抗計測実験により、計測手法の妥当性と精度の確認ならびに原位置計測への適用性の可能性について検討する。・東濃鉱山北延NATM坑道掘削予定位置周辺で採用した岩石コアを用いて室内試験を行い、当該岩盤を構成する岩石の基礎物性データと破壊特性を把握する。・坑道掘削の地山状態に対する影響を評価するための事前調査として、原位置比抵抗トモグラフィ調査を実施し、坑道掘削前の岩盤の比抵抗分布を把握する。
吉岡 直也*; 土原 久哉*; 堀田 政国*; 木下 直人*
PNC TJ1449 96-008, 189 Pages, 1996/03
深部岩盤内に空洞などを構築するとき、空洞近傍の岩盤は力学的・水理学的な影響を受け、空洞内や岩盤内に様々な不安定現象をもたらすことがこれまでに経験されている。本研究の目的は釜石原位置試験第2フェーズとして、深部岩盤に位置する釜石鉱山250mレベル坑道(土破り730m)の掘削によって受ける影響領域について評価することである。対象とする岩盤は栗橋花崗閃緑岩を母岩とするき裂性岩盤である。平成7年度は試験坑道の掘削、および調査・試験のための準備として計測坑道と試錐孔の掘削を行い、予備計測(AE、Pac-EX、振動計測)弾性波探査、室内岩石試験、および予備解析を実施した。計測坑道は普通発破工法とスムースブラスティング工法によって掘削し、発破データの収集と掘削精度を検証した。AE計測は、掘削による岩盤内のき裂発生と進展に伴うAE波を収集し、AE信号の経時的変化とその平面分布特性を把握した。また、坑道掘削時のき裂の変位とそれにともなう間隙水圧の変化とき裂の透水性の変化を測定する計測装置Pac-Ex(パッカー付き裂変位計)測定が試行され、精度のよい計測ができた。坑道掘削時に発破振動計測が試行され、加速時計の選定と設置方法に関する基礎データを得ることができた。坑道掘削終了後に坑内弾性波探査屈折法とPS検層を行い、坑道周辺岩盤の弾性波速度分布を把握した。また、坑道内の地質・き裂調査と試錐孔のコア観察、孔壁観察を行い、対象領域の地質・き裂分布特性を調査した。さらに、試錐コアを用いて室内岩石物理・力学特性試験、およびき裂特性試験を行った。平成6年度に実施されたき裂・岩石物性データに基いた有限要素法と個別要素法による掘削解析から、坑道掘削前の対象領域における力学状態の予備的検討を行った。以上の結果から対象岩盤の発破特性の評価と試験坑道の発破パターンの設計、種々の計測・試験法の適用性評価、発破工法の違いによる弾性波速度分布の把握、岩石と単一き裂の応用・変形挙動の定量的評価を行い、さらに対象岩盤のき裂分布特性と坑道掘削後の岩盤内応用・変形状態の推定ができた。
大野 博教*; 仲佐 博裕*; 草難 秀雄*; 木村 英夫*; 永田 敬*; 小林 和裕*; 今津 彰
PNC TN941 77-172, 44 Pages, 1977/10
期間1975年12月1977年8月▲目的動燃事業団と電力中央研究所との共同研究において,ステンレス鋼ベンド管のクリープ疲れ試験こ対して,発音検出法によるクリープ疲れ損傷の追跡を行なった結果を報告する。▲要旨▲高速原型炉「もんじゅ」を対象とした一次冷却系配管諸要素の各種損傷モードの加速損傷試験に対してAE法を適用し評価するための一環として,動燃事業団と電力中央研究所は共同研究体制下において昭和51年3月に実施されたSUS304ステンレス鋼ベンド管の高温クリープ疲れ試験にAE計測を行なった。本報告はそのクリープ疲れ試験およびAE適用評価試験の結果を取りまとめたものであり,定常クリープ疲れ試験過程におけるAE諸特性の解析およびその試験過程の数段階で行なったAE評価試験から得られたAE法の欠陥検知能の評価の結果を述べている。▲