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福井 勝則*; 羽柴 公博*; 松井 裕哉
JAEA-Research 2018-006, 57 Pages, 2018/10
JAEA-Research-2018-006.pdf:2.99MB
坑道周辺の岩盤は、長期的にはクリープや応力緩和などの力学的な時間依存性挙動を示すことが知られており、その挙動を把握・評価できる技術の構築が地層処分の技術的信頼性向上のための課題の一つとなっている。上記を踏まえ、岩盤の長期挙動を把握・評価できる技術の確立に資するため、年単位を超えるような岩石の長期クリープ試験や、高レベル放射性廃棄物の地層処分において想定される常温から100
C程度の高温条件下での岩石の長期挙動を把握するための技術の開発等を実施し、想定される様々な条件下での岩石の長期挙動現象の特徴やその程度に関する実験的評価を行うことを目的とした研究を、共同研究として2016年度から開始した。2017年度は、田下凝灰岩のクリープ試験のこれまでの経緯をまとめるとともに、長期と短期のクリープ試験結果を比較し凝灰岩のクリープの現象論や機構について考察した。また、種々の含水状態のもとで、載荷速度と水飽和度が岩石の強度に与える影響について検討するとともに、圧縮応力下での岩石の変形・破壊および時間依存性挙動を再現できるコンプライアンス可変型モデルを一軸引張応力下へ適用するために改良した。
大久保 誠介*
PNC TJ1602 98-004, 87 Pages, 1998/03
本研究は1994年度にはじめられた。1994年度には、空圧式クリープ試験機の改良を行った。1994年度の終わりに、稲田花崗岩を購入し、P波速度やシュミットハンマー試験などを行った。1995年度には、空圧式クリープ試験機を使用して、湿潤状態の田下凝灰岩のクリープ試験を継続的に行った。また、完全応力一歪曲線を求めるために、サーボ試験機を用いて一軸圧縮試験と一軸引張試験を行った。さらに、サーボ試験機を用いて稲田花崗岩の短期クリープ試験を行った。1996年度中に開始する予定である稲田花崗岩を用いたクリープ試験に備えて、油圧式クリープ試験機の改造をおこなった。狙いは、耐久性と安定性の向上である。特に測定装置は、完全に取り替えて新しいものとした。1996年度には、クリープ試験、圧縮試験および引張試験を行った。また、2つの様式(油圧式と空圧式)の周圧維持装置を検討した。1997年度は、従来の結果を踏まえた上で、クリープ試験、圧縮試験および引張試験などを行った。第2章にて、従来より引き続き行っている田下凝灰岩の長期クリープ試験の結果を述べる。第3章にて、稲田花崗岩の中期クリープ試験を実施した結果を述べる。クリープ試験は、ともに湿潤状態で行った。昨年度、2つの様式の周圧維持装置を検討した。一つは油圧式でもう一つは空圧式である。油圧式は従来より良く使用されてきた様式であるが、長期にわたって使用されることが予測されたため計測系統の安定性と耐久性には十分留意を払って改造した。この油圧式周圧維持装置を用いて3軸圧縮試験を行った結果を第4章に述べる。昨年度までに、一軸引張試験における完全応力一歪曲線を求めることに成功した。本年度は、試験途中で除荷一載荷を行い、さらに詳しく一軸引張応力下での岩石の挙動を検討した。その結果を第5章にて述べる。これまで、コンプライアンス可変型構成方程式に関して検討してきた。この構成方程式は比較的簡単な形をしているが、従来の多くの構成方程式が適用できない強度破壊点以降の領域まで用いることができる。この構成方程式を組み込んだ有限要素法プログラムによる計算結果を第6章にて述べる。第7章では、今後予定される間隙水圧を制御した試験の準備として、使用予定の機器や材料の耐久性を調査した結果を述べる。
香川 裕之*; 小井 衛; 和田 雄作; 長嶺 多加志*; 永田 三郎*
PNC TN9410 91-132, 85 Pages, 1991/06
高速大型炉の蒸気発生器の候補材として有力視されている9Cr系鋼の高温破壊靭性試験を、昭和62年度より3ヵ年計画で実施している。この一連の試験研究では、Mod.9Cr-1Mo鋼、9Cr-2Mo鋼および9Cr-1Mo-V-Nb鋼を供試材として、室温から600度Cの温度範囲で、J積分をベースとした破壊靭性試験が実施されている。第1年度では、Rカーブ法および除荷コンプライアンス法を用いた高温破壊靭性試験方法が確立され、Mod.9Cr-1Mo鋼の高温破壊靭性データが取得された。第2年度では、9Cr-2Mo鋼と9Cr-1Mo-V-Nb鋼およびこれら3鋼種の5000時間時効材の破壊靭性試験が実施されるとともに、破壊靭性値に影響をおよぼすいくつかの因子が抽出された。本報告は、この第2年度の成果をとりまとめたものである。第2年度までの成果を踏まえ、第3年度では、厚肉厚材と溶接部の破壊靭性試験を実施するとともに、破壊靭性値に及ぼすき裂方向の影響についても検討を加える予定である。
栗原 良一; 植田 脩三
日本機械学会論文集,A, 53(495), p.2090 - 2096, 1987/00
軽水炉配管を対象として、周方向表面き裂を有する配管に外荷重曲げモーメントが作用した場合に、き裂断面が破壊するときの曲げモーメント値を求める各種の予測式が提案されている。しかし、これらの予測式は短く深い表面き裂を有する配管に対しては非安全側の計算結果を与える。そこで、本論分では試験結果を基にして、表面き裂貫通時の漏洩曲げモーメントを求める半経験的な予測式を提案した。この予測式は最適なパラメータを選ぶことにより、短く深い表面き裂を有する配管でも安全側の計算結果を与える。本論分ではさらに、初期表面き裂深さの影響を考慮したき裂貫通直後のTearing Modulus,Tapplの算出法を提案している。Tapplの計算結果は試験結果と矛盾しないことが分かり、初期表面き裂長さが同じでも、き裂深さが異なれば、Tapplの値は大きく変わることが判明した。
柴田 勝之; 金子 正*; 横山 憲夫*; 大場 敏弘; 川村 隆一; 宮園 昭八郎
圧力技術, 24(5), p.236 - 244, 1986/00
軽水炉圧力バウンダリ配管では、破断前漏洩(LBB)が成立するという認識が今日定着しつつあり、ギロチン破断を想定した従来の基準に代わってLBB概念を導入した設計基準の策定が各国で検討されている。LBBの成立を実証するための試験研究も各国で進められている。原研ではLBBに関する試験研究の一環として、配管における延性破壊条件を明らかにするため、配管の不安定破壊試験を進めている。本論文は、これまでに実施した試験のうち室温試験結果をまとめたものである。試験は、6インチ口径のSUS304鋼配管試験体を使用し高コンプライアンスまたは低コンプライアンス条件で4点曲げ荷重により実施し、配管の延性破壊挙動を調べた。
