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論文

幌延深地層研究センターの立坑掘削損傷領域の水理・力学的挙動に関する研究

青柳 和平; 櫻井 彰孝; 棚井 憲治

第46回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.142 - 147, 2019/01

本研究では、堆積軟岩を対象とする幌延深地層研究センターの深度350m以深の立坑掘削を対象として、掘削時に発達する掘削損傷領域の水理・力学特性について、原位置透水試験、AE測定と水理・力学連成解析の実施結果に基づいて論じた。原位置試験の結果、立坑壁面から約1.5mの範囲でAE震源が分布しており、それを内包する領域における透水係数は、割れ目の発達していない領域に比べて2-4オーダー高かった。一方、解析では、壁面から最大1.5m程度まで破壊が生じる結果となり、原位置試験により推定される幅に概ね整合する結果を得た。また、立坑掘進時に計測された壁面周辺における間隙水圧値の増大は、掘削による応力集中の影響によるものであると推定された。

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。

論文

幌延深地層研究センターにおける人工バリア性能確認試験孔周辺の岩盤損傷の検討

青柳 和平; 石井 英一; 中山 雅; 藤田 朝雄

日本材料学会第65期通常総会・学術講演会論文集(USB Flash Drive), p.19 - 20, 2016/05

日本原子力研究開発機構は、堆積軟岩を対象とする幌延深地層研究センターの深度350m調査坑道において、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関して、処分技術の信頼性の向上を目的として、人工バリア性能確認試験を実施している。本試験では、試験坑道の底盤下に掘削した直径2.4m、高さ4.2mの試験孔に、ヒーターを挿入した模擬オーバーパックと緩衝材ブロックを設置し、さらに坑道全体を埋め戻したときの、人工バリアおよび周辺岩盤の熱-水-力学-化学連成挙動に係るデータを取得している。本件では、試験孔周辺で実施したBTV観察、透水試験等の原位置試験結果を基に、試験孔周辺岩盤の水理・力学特性の変化について検討した。結果として、試験孔から少なくとも1$$sim$$2mの範囲で、試験孔の掘削により形成されたとみられる割れ目が発達しており、さらに透水係数も、割れ目のない部分と比較して4オーダー程度増大することを確認した。

口頭

幌延深地層研究センターの350m調査坑道における掘削損傷領域の評価手法の検討

青柳 和平; 石井 英一; 石田 毅*

no journal, , 

本研究では、幌延深地層研究センターの深度350m調査坑道を対象として、掘削損傷領域(EDZ)の拡がりおよび破壊様式を予測する手法を検討した。原位置試験では、BTV観察および原位置透水試験を行い、坑道周辺岩盤の割れ目の分布状況や産状の分析、透水性の増大領域と掘削後の透水性の変化について検討を行った。結果として、壁面から約0.40mまでの範囲において、坑道掘削に伴う割れ目の発達が顕著であり、透水係数も割れ目の無い領域と比較して4$$sim$$5オーダー増大した。また、破壊様式を考慮した規準を設定した数値解析結果との比較から、坑道周辺のEDZは引張割れ目の不安定な発達により、坑道掘削時に瞬時に形成されたと推定された。

口頭

坑道掘削に伴う掘削損傷領域と不飽和領域の形成に関する検討; 幌延深地層研究施設での調査

窪田 健二*; 大山 隆弘*; 末永 弘*; 野原 慎太郎*; 青柳 和平; 杉田 裕

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物を地下深部に処分する際、坑道等の掘削に伴い掘削影響領域が発生する。掘削影響領域では、地圧や岩盤の強度との関係による岩盤の損傷(掘削損傷領域)、間隙水圧の低下や脱ガスの影響などによる水飽和度の低下(不飽和領域)などの変化が生じることが想定されている。これは、放射性核種の移行挙動に影響する可能性があることから、掘削影響領域の範囲や経時変化を把握することは重要である。本検討では、幌延深地層研究センターの140mおよび250m調査坑道において実施した比抵抗トモグラフィ調査、透水試験結果を基に、深度ごとの掘削影響領域の状態を検討した。結果として、140m調査坑道では、掘削損傷領域は壁面より約0.45mで、不飽和領域の範囲は壁面から約1mであった。それに対し、250m調査坑道では、掘削損傷領域は最大で1mであったのに対し、不飽和領域はほとんど発達していなかった。

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