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論文

幌延深地層研究センターにおける坑道掘削の情報化施工支援技術の開発

青柳 和平; 名合 牧人*

地盤工学会誌, 65(8), p.12 - 15, 2017/08

本報告では、幌延深地層研究センターの地下施設建設時の情報化施工支援技術の開発、および坑道周辺の岩盤のモニタリング結果について記載した。情報化施工支援技術開発では、事前設計、実施設計を含む予測解析データ・施工データ・地質データ・坑内計測データ等から得られる情報を三次元で一元管理できるシステムを構築し、適宜データを更新しながら適切な支保設計を行うことができた。また、岩盤のモニタリング結果から、坑道掘削直後に、壁面から約1mの範囲で割れ目が発達し、それに伴う透水係数の増大が確認されたが、掘削後はその領域は安定していることや、支保工の健全性が保たれていることがわかった。これらの情報を統合することで、施工中および施工後の岩盤の損傷や透水性といった岩盤の状態も考慮した情報化施工や維持管理が可能になると考えられ、今後、地層処分技術開発では、工学的な観点から本報告で記載した技術が重要な役割を果たしていくことが期待される。

報告書

遠隔監視システムを構成する受信システム機器の改良・製作

澤田 臣啓*; 吉田 孝*; 凌 甦群*; 石川 顕*

JNC-TJ1400 2000-009, 95 Pages, 2000/05

JNC-TJ1400-2000-009.pdf:3.88MB

None

報告書

緩衝材の動的力学特性(研究報告)

高治 一彦; 谷口 航

JNC-TN8400 99-042, 68 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-042.pdf:2.74MB

緩衝材には、止水性、自己シール性、核種収着性、熱伝導性、化学的緩衝性、オーバーパック支持性、応力緩衝性等が長期にわたり維持されることが期待されている。これらの機能を比較的満足し得る材料として、天然に産する粘土が注目され、中でも圧縮されたベントナイトは、非常に低い透水性による水の動きの抑制、水の浸潤に伴い膨張し圧縮ベントナイト中の間隙や隣接する岩盤中の割れ目への充填、陽イオン核種を収着する陽イオン交換能を有している等の点で優れており、緩衝材として最も有力であると考えられている。サイクル機構では地層処分研究の一環として、人工バリア技術開発および安全評価の基礎データとするために緩衝材の特性に関する研究を進めている。本報告書は、耐震安定性評価に資するための緩衝材としての圧縮ベントナイトの動的力学特性の把握を目的として、動的三軸試験、弾性波速度の測定、液状化試験についての手順、試験条件、結果および考察についてまとめたものである。動的三軸試験により、せん断剛性および減衰比のせん断ひずみ依存性、力学モデルへの適用等、弾性波速度の測定により、動的三軸試験によって得られた最大せん断剛性の妥当性等、液状化試験により、繰返し載荷による動的強度等を把握することができた。

報告書

地層処分坑道周辺の精密な応力評価に関する研究

石島 洋二*

PNC-TJ1600 97-003, 67 Pages, 1997/02

PNC-TJ1600-97-003.pdf:4.19MB

地下深部では大きな地圧が発生しているが、ここに地層処分のための坑道を建設すると、その周辺の岩盤内には、大きな差応力を持つ応力状態が誘起される。この状態の下で、弾性波速度の低下や透水係数の増大に象徴される岩盤のひび割れの進行、あるいは破壊発生などがもたらされる。このような状態の変化は、岩盤に期待される天然バリアの性能の低下を招く。深部坑道周辺の岩盤の性能低下を定量的に評価するシステムを構築することが本研究の最終目標である。このために段階を踏んで研究を実施することにした。本研究の初年度に当たる本年度は、次のような研究を実施する。1)岩石の新しい破壊条件式の検証とこれに基づく岩石の構成式の導出2)岩石の新しい破壊条件式を考慮した応力解析方法の開発3)空洞周辺の岩石の破壊に関する模型実験の実施と数値解析の比較

報告書

坑道掘削直後の弾性波トモグラフィー調査

石田 章司*; 山内 政也*

PNC-TJ7393 96-001, 50 Pages, 1996/03

PNC-TJ7393-96-001.pdf:8.12MB

東濃鉱山北延NATM坑道においては、機械掘削影響試験が実施されている。弾性波トモグラフィー調査も試験の一環であり、坑道掘削による岩盤の掘削影響領域を、弾性波速度分布を指標として把握しようとするものである。調査地では、すでに坑道掘削前に弾性波トモグラフィー調査が行われており、本調査の目的は、その事前調査の結果と比較するための試料を得ることである。そこで、掘削直後の坑道周辺の岩盤を対象として、弾性波トモグラフィー調査を実施し、坑道周辺の弾性波速度分布を求めた。なお、受振点・起振点配置は事前調査と同一とした。測定の結果、おおむね良好な波形記録を得ることができた。さらに、解析の結果、解析領域の全体的な速度分布を求めることができたほか、掘削した坑道の近傍では、一部で、その周囲に比べて速度の小さい領域が検出された。得られた速度値は、おおむね2.0$$sim$$2.6KM/SEC 平均値は2.33km/secであった。また、解析結果の走時残差も十分小さな値となり、信頼性の高いものであるといえる。

報告書

釜石鉱山250mレベル坑道におけるシュミットハンマー起振による検層

野口 静雄*; 白 文茂*

PNC-TJ7374 96-001, 27 Pages, 1996/02

PNC-TJ7374-96-001.pdf:1.91MB

岩盤内に坑道を掘削した場合、坑道壁面付近には掘削影響領域が発生すると考えられる。これまでの調査では掘削影響領域は壁面から数10cm$$sim$$1m程度と考えられる。この掘削影響領域を定量的に評価することは安全評価上必要であり、これを原位置で計測する技術を確立しなければならない。本試験は、坑道の掘削影響領域を定量的に把握できるための試験手法を開発することを目的としている。今回、釜石鉱山に分布する栗橋花崗閃緑岩のような弾性波速度の速い(5$$sim$$6km/sec)岩盤において、シュミットハンマー起振による検層を行い、基礎的な知見を得た。

報告書

不飽和領域の原位置計測手法および解析モデルの研究(平成6年度)成果報告書

not registered

PNC-TJ1449 95-005, 252 Pages, 1995/03

PNC-TJ1449-95-005.pdf:10.56MB

岩盤内に空洞を掘削した場合、その周辺岩盤には不飽和領域が発生すると考えられる。この不飽和領域を定量的に評価することは安全性能評価上必要であり、これを原位置で計測する技術を確立しなければならない。本研究は、今後数年のうちに岩盤中の不飽和領域をある程度定量的に把握できるための計測手法を開発することを最終目標としている。今年度は(1)不飽和領域のメカニズムに関する基礎研究、(2)不飽和領域の計測手法に関する基礎研究に関して、岩石試料(多胡砂岩)を用いた室内実験を行い、基礎的な知見を得た。

報告書

立坑堀削影響試験のうち岩盤挙動の調査(IV)概要

山本 卓也*; 吉岡 尚也*

PNC-TJ1449 93-004, 74 Pages, 1993/01

PNC-TJ1449-93-004.pdf:2.61MB

岩盤における立坑などの坑道の掘削は、岩盤本来の力学的・水理学的特性に影響を与え、また、坑道周辺の水理環境の変化を促し地下水流動へ影響を与える。立坑掘削影響試験では、これらの現象を定量的に把握・評価することを目的としている。このうちの岩盤挙動の調査では、立坑周囲の岩盤の力学的・水理学的特性に対する影響評価を目的として、岩盤の変位・応力・特性の計測・解析を実施してきた。この結果、特性変化に対して、応力状態の変化や不飽和領域の発生が深く関係していることが明らかになりつつある。本調査では、立坑掘削影響試験の結果をより定量的に評価するために、(1)応力状態や飽和度と物性の関係に関する基礎的データを取得すること(2)岩盤の長期挙動の評価や解析のために必要な岩盤の条件を明らかにすることを目的とし、室内試験を行った。応力状態や飽和度などの条件と特性の関係を評価するための試験については、試験手法が確立されたものは少ない。このため、既存の試験についての文献を調査し、試験手法を決定した。室内試験結果を整理・分析し、応力状態や飽和度と物性の関係、岩盤の長期挙動の評価や解析のために必要な岩盤の条件について考察した。そして、今回の室内試験で明らかとなった問題点を今後の課題として示した。

報告書

花崗岩における原位置試験(平成3年度)

not registered

PNC-TJ1380 92-001, 1040 Pages, 1992/07

PNC-TJ1380-92-001.pdf:33.34MB

釜石原位置試験場では、地層科学研究の一環として、割れ目系岩盤中の地下水流動現象と物質移動に関する試験、研究およびその技術開発を中心に実施している。本年度は、地質性状・岩盤物性調査とベンチレーション試験の実施を主たる内容とした。このため、新たに栗橋花崗閃緑岩体中において地表より深度80lmのKG-1孔を錐進し、岩芯鑑定に基づく割れ目調査および孔内物理検層を実施した。また、KD-90坑道の既存の堰の位置に隔壁を設置し、ベンチレーション試験の適用性を検討した。各試験、研究の成果は次のように要約される。(1).地質性状・岩盤物性調査よりKG-1孔に認められる栗橋花崗閃緑岩は、2つに大別される。一つは11$$sim$$500m付近までの、比較的変質率の高い区間であり、もう一つは、500$$sim$$801mまでの、比較的変質率が低く新鮮な岩盤が多い区間である。これら2つの区間の違いは、比抵抗値、弾性波速度、割れ目本数、R.Q.D.値等の岩盤の物性あるいは性状によっても特徴付けられる。岩芯鑑定の結果からメンバーシップ関数を用いて数値化した変質率は、特に比抵抗値と高い相関を示した。一方、R.Q.D.値は弾性波速度と比較的相関が高い傾向にあった。変質率を用いた岩盤分類とR.Q.D.値を用いた岩盤分類が非常に類似した分布を示し、各種の検層結果との対応も良いことから、メンバーシップ関数を用いた変質程度の数値化は、岩盤評価の指標として有効なものと考えられる。(2).KD-90坑道におけるベンチレーション試験から、試験区間長7.5m、強制通気の条件として温度50度C、相対湿度20%程度であれば、強制通気によって湧水を完全に蒸発量として回収できる適用限界は数十cc/min程度であるものと推定され、当試験は微量あるいは正確な湧水量を評価するのに有効な試験方法であるものと考えられる。また、試験坑道周辺の間隙水圧計測結果および地下水流動解析から、局所的には不飽和領域が発生した可能性も考えられるが、全体的には飽和状態を保っていたものと推定された。ベンチレーション試験で得られた湧水量、間隙水圧分布から、KD-90坑道周辺の平均的等価透水係数として2.4x10/SUP-6/cm/secが得られ、この試験エリアでのREV(最小構造単位)は30m弱であるものと推定された。これらの値は、平成2年度に実施した岩盤透水性試験の結果とほ

報告書

立坑堀削影響試験のうち岩盤挙動の調査(III)

not registered

PNC-TJ1449 92-008, 426 Pages, 1992/03

PNC-TJ1449-92-008.pdf:13.2MB

岩盤における立坑等の坑道の掘削は岩盤本来の力学的・水理学的特性に影響を与え、また坑道周辺の水理環境の変化を促し、地下水流動へ影響を与える。したがって、立坑掘削が岩盤および周辺地下水に及ぼす影響を把握しておくことは、設計・建設・閉鎖技術など評価する上で非常に重要となる。立坑掘削影響試験では、これらの影響を既存の計測技術を用いて計測し、得られた結果を評価することを目的としている。このような目的のもとに、平成元年度から「立坑掘削影響試験のうち岩盤挙動の調査(1)及び(II)」として、動力炉・核燃料開発事業団中部事業所、東濃鉱山において、実規模の立坑(内径6m、深さ150m)を新規に建設し、立坑の掘削前及び掘削中に覆工と周辺岩盤の挙動の測定および力学・水理学的特性の変化の測定を実施した。前者は、覆工の応力・変形測定および周辺岩盤の変位測定から成る。後者は、変形特性・透水係数・弾性波速度の測定、ボアホールテレビによる亀裂観察および室内試験から成る。今年度は坑底まで掘削を進め、上記の調査・試験を継続して掘削影響に関連するデータを蓄積した。これらの調査・試験結果は、立坑掘削による影響領域(緩み領域)の規模や特性の変化等に着目して評価され、調査・試験結果の一部は、空洞掘削に伴う周辺岩盤の挙動を把握するための解析に供された。

報告書

立坑堀削影響試験のうち岩盤挙動の調査(II)

not registered

PNC-TJ7449 91-002, 580 Pages, 1991/05

PNC-TJ7449-91-002.pdf:21.34MB

岩盤における立坑等の坑道の掘削は岩盤本来の力学的・水理学的特性に影響を与え,また坑道周辺の水理環境の変化を促し,地下水流動へ影響を与える。したがって,立坑掘削による岩盤および周辺地下水への影響を正確に把握し,評価することは非常に重要である。立坑掘削影響試験は,これらの影響を既存の掘削技術,計測技術,評価技術を用いて計測し,評価を行うことを目的としている。このような目的のもとに,昨年度は「立坑掘削影響試験のうち岩盤挙動の調査(II)」として,動力炉・核燃料開発事業団中部事業所,東濃鉱山において,実規模の立坑(内径6m,深さ150m)を新規に建設し,立坑の掘削前から深さ25mまでを対象として,立坑掘削前の周辺地盤の弾性波探査,傾斜計による立坑掘削中の周辺地盤の変位計測および支保工の応力,覆工に加わる背面土圧の計測を実施した。今年度は,さらに立坑の掘削を進め,覆工と周辺岩盤の挙動の測定および力学・水理学的特性の変化の測定を実施した。前者は,覆工の応力・変形測定および周辺岩盤の変位測定から成る。後者は,変形特性・透水係数・弾性波速度の測定,ボアホールテレビによる亀裂観察および室内試験から成る。これらの調査・試験結果は,立坑掘削による影響領(緩み領域)の規模や物性の変化等に着目して評価され,調査・試験結果の一部は,空洞掘削に伴う周辺岩盤の挙動を把握するための解析に供された。

口頭

釜石鉱山における東北地方太平洋沖地震前後の弾性波速度の変化について

引間 亮一*; 吉野 修*; 平野 享*; 石山 宏二*; 森田 豊; 杉田 裕; 佐野 修*

no journal, , 

本報告は、巨大地震・断層活動が地下深部の地質環境へ与える影響の調査・評価手法開発に資するために実施した事例調査の1つである。東北地方太平洋沖地震の震源に近い岩手県釜石鉱山の坑道内で20年以上計測を継続している弾性波計測データのうち、2005年から2014年の期間について、比較的規模の大きな地震前後での弾性波速度の変化について分析を行った結果を報告するものである。

口頭

高精度弾性波測定システムを利用した地下水流動変化の原位置計測

松井 裕哉; 石山 宏二*; 吉野 修*; 引間 亮一*; 佐ノ木 哲*; 林 邦彦*; 高橋 昌弘*; 里 優*

no journal, , 

本研究は、地下水流動状況変化の把握に対する高精度弾性波速度測定の適用性を検討するため、西松建設と原子力機構との共同研究として実施したものである。高精度弾性波速度計測は、瑞浪超深地層研究所における再冠水試験場所の近傍で実施し、再冠水試験坑道からの全排水開始時から約3ヶ月間実施した。計測の結果、地下水流動場の変化に伴う弾性波速度の変化が認められ、高精度弾性波測定が地下水流動場の変化の把握に適用できる見通しが得られた。

口頭

高精度弾性波測定システムを利用した地下水流動変化の原位置計測; 西松建設株式会社との共同研究

松井 裕哉

no journal, , 

本研究は、地下水流動状況変化の把握に対する高精度弾性波速度測定の適用性を検討するため、西松建設と原子力機構との共同研究として実施したものである。高精度弾性波速度計測は、瑞浪超深地層研究所における再冠水試験場所の近傍で実施し、再冠水試験坑道からの全排水開始時から約3ヶ月間実施した。計測の結果、地下水流動場の変化に伴う弾性波速度の変化が認められ、高精度弾性波測定が地下水流動場の変化の把握に適用できる見通しが得られた。

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