初期応力測定用解析プログラムの作成

菊地 慎二*

JNC TJ7400 2000-013, 26 Pages, 2000/02

JNC-TJ7400-2000-013.pdf:1.25MB

核燃料サイクル開発機構では、超深地層研究所計画の一環として、地表から深度1000mまでの初期応力状態を把握することとしている。前年度までの業務では初期応力測定法のうち、最も信頼性の高いとされる応力解放法を用いて、深度1000mまで測定可能な3次元初期応力測定用のプローブを開発することとして、まずそのプローブの設計を実施した。本業務では、現在開発している測定用のプローブによって得られる測定ひずみから初期応力を計算するための解析プログラムを作成する。本プログラムは、フォートランを用いて計算し、計算結果は図化ソフトを用いて図示する。また、ウィンドウズ、マッキントッシュの両OSに対応できるようにしている。本プログラムは、携帯用のパソコンに内蔵可能であり、現場にて即、三次元主応力の取得が可能となる。

地層処分坑道周辺の精密な応力評価に関する研究(II)

石島 洋二*

PNC TJ1600 98-002, 66 Pages, 1998/02

PNC-TJ1600-98-002.pdf:7.02MB

大型2軸載荷装置を用いた円形断面坑道掘削に関する模型試験を実施して力学的擾乱を観察するとともに、新しい構成式に基づく有限要素法解析を行って両者を比較するのが本研究の目的である。本年度は平成8年度に開発した大型2軸載荷装置を模型試験に対し初めて本格的に応用し、これを用いて円形断面坑道を有する岩盤模型を載荷した。そして、装置が所期の機能を有していることを確認した。ただし、載荷2軸がなす面に垂直方向は応力0の状態になっており、最小主応力方向に一致する。このため、模型に生じる最終的な破断は期待するような載荷2軸面内で起こらないことが明らかになった。この問題の解決は次年度の課題として残されている。模型材料である支笏溶結凝灰岩のクリープ試験を実施し、模型試験における載荷時間が数時間に及ぶ場合、模型内の応力集中源となる領域では無視できない量のクリープ変形が起きる可能性を明らかにした。模型試験から有用な情報を多数引き出すためには変形の計測が重要である。このために幾通りかのひずみの計測方法を開発し、模型試験に供した。その結果、ひずみゲージは載荷の初期の段階から破壊後までの全過程の現象を捉えるには適さないことがわかった。なぜならば、載荷応力が強度破壊点に達する前後で供試体表面にき裂が発生し、これによってひずみゲージが損傷を受けて測定不能になってしまうからである。局部的な破壊に関係なく計測可能な変位計は、ひずみゲージより優れており、孔の径変化を計測する孔径変化測定器、2側面間の伸縮を計る片持ち梁式変位計は、極めて有用であることを見いだした。ピラー模型の載荷試験から、細長比が異なるだけで、破壊形態や強度、変形特性の異方性に差異が生じること、載荷応力が強度破壊点に達する直前からピラー軸に垂直な横ひずみ(伸び)が増大し、破壊後はさらに増加の割合が増すので、ピラーの横ひずみの計測はピラーの力学的状態を監視する手段として有効と考えられることなどが明らかになった。

立坑堀削影響試験のうち岩盤挙動の調査(II)

*

PNC TJ7449 91-002, 580 Pages, 1991/05

PNC-TJ7449-91-002.pdf:20.88MB

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。

遠隔歪計測の開発とアウトリーチ活動の実践

西村 昭彦

no journal, , 

ひらめき☆ときめきサイエンスとしてこれまで開発してきた遠隔歪計測技術を、蓄熱プラント及び廃止措置の双方の分野に適用することを進めている。本報告では、福井大学での高校生を対象としたアウトリーチ活動の実践結果を報告する。レーザ加工技術、蓄熱プラントによる電力変動水準化、福島第一原子力発電所炉内からの燃料デブリ取り出し等の、トピックスを取り上げ、FBGセンサによる歪計測の有効性を紹介する。

Remote strain measurement based on FBG sensing for fuel debris handling and its related applications

西村 昭彦; 井出 次男*; 石原 信之*

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)の廃止措置作業を取り巻く技術は、様々な産業分野とのネットワークを徐々に構築しつつある。本発表では、ファイバブラッググレーティング(FBG)センシングを中心とした遠隔歪計測に関する技術連携について報告する。歪モニタリングは、風化の影響で脆いデブリを取り扱う際のマニピュレータの把持力測定に活用可能である。また、配管メンテナンスや熱交換器装置におけるFBGセンシングについても紹介する。

遠隔歪計測技術の原子力工学への応用について

西村 昭彦; 井出 次男*; 石原 信之*; 伊藤 稔*; 浦田 健勇*

no journal, , 

ピコ秒パルスレーザー精密加工により作製したFBGセンサーの産業展開として新たな共同研究の開始について報告する。原子力機構がFBGセンサー作製技術を移転したdeltafiber.jp社において、耐放射線性FBGセンサーを作製した。このセンサーは、原子燃料再処理工場の人材育成を手掛ける株式会社ジェイテックが所有する研修施設の水撃効果実証およびマニピュレーター用J-CUPIDに設置された。