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野本 康介*; 松井 幹雄*; 井上 博之*; 吉野 尚人; 唐崎 建二*; 伊藤 一誠*
JNC TJ8400 2005-005, 94 Pages, 2005/02
JNC-TJ8400-2005-005.pdf:7.92MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分サイトの安全評価では,調査結果に基づいてサイトの地質学的,水理学的,化学的特性などを理解する必要がある。調査結果は,地下水流動および物質移行モデルの構築,モデル解析のためのパラメータ設定に適宜反映される。堆積岩地域の水理特性把握を目的として,サイクル機構の深地層の研究施設計画のうち,幌延地域で認められている地下水中の塩水や溶存ガス,地層中での高い間隙水圧などの特徴を考慮した解析を実施し,地下水流動や物質移行に及ぼす影響について検討を行った。
吉野 尚人; 宮野前 俊一*; 井上 博之*; 梨本 裕*
JNC TJ8400 2005-004, 166 Pages, 2005/02
JNC-TJ8400-2005-004.pdf:4.59MB
本委託業務では、以下の2つの項目に関する検討・評価を行った。(1)ニアフィールド環境が堆積軟岩の力学挙動に及ぼす影響に関する検討(2)幌延幌延を条件とした岩盤の長期力学挙評価/ニアフィールド環境が堆積軟岩の力学挙動に及ぼす影響に関する検討では、廃棄体からの熱の影響に着目し、幌延地域で採取した岩石試料を用いて、異なる温度下(80
Cと20C)で室内試験を実施した。その結果、コンプライアンス可変型モデルの時間依存性パラメータを取得し、試験環境が80Cと20Cにおけるクリープ特性について比較を行った。また、廃棄体周辺の熱、乾燥、再冠水などの環境条件が堆積軟岩の長期安定性に与える影響について既存の文献をもとに一般的な堆積岩における知見を整理した。その結果をもとに、原位置試験における検証方法についてまとめた。幌延を条件とした岩盤の長期力学的挙動評価では、これまでに幌延の試錘調査より得られている情報を用いて、試験孔の掘削時および長期の力学的安定性について解析的に検討した。掘削時の検討では、深度や研究坑道の配置方向の違いにより安定性に差が生じることを示した。長期安定性検討では条件により安定性に差が生じるものの、変形や緩み領域の発生が時間の経過とともに徐々に収束していく傾向は変わらないことを示した。また地山強度比により掘削時および長期の安定性の目安を得ることができることを述べた。
吉野 尚人; 野本 康介*; 松井 幹雄*; 梨本 裕*
JNC TJ8400 2004-035, 227 Pages, 2005/01
JNC-TJ8400-2004-035.pdf:23.11MB
地層処分の安全評価では様々な不確実要因が内在し,これらを完全に排除することは困難である。そのため,安全評価の不確実性を定量的に評価する手法に関する検討が必要となる。サイクル機構殿は地下水流動解析に着目し,調査試験データや解析で求められる値の空間的なバラツキの定量化を目的として,2003年度に,透水係数設定方法の整理と分散の定量化手法の検討,確率論による浸透流解析に基づく評価項目のバラツキの定量化手法の開発,二次元鉛直断面における事例検討,を行った。本業務では2003年度の検討結果を踏まえ,1)任意点からの地下水流れの到達点のバラツキ評価の検証,2)2次元プログラムの3次元化,3)3次元プログラムによる事例検討,の検討および作業を行った。
井上 博之*; 石黒 健*; 久慈 雅栄*; 吉野 尚人
JNC TJ8400 2004-014, 59 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2004-014.pdf:5.57MB
本委託業務では、幌延地域における地下深部の特徴を堆積岩地域の特徴の一例として取り上げ、それらが性能評価上重要となる地下水の流動や移行経路にどのように影響を及ぼすのかを把握することを目的として、以下の項目の検討を行った。1) 堆積岩地域における密度流解析手法の研究 2) 幌延地域のモデル化および間隙水圧、塩分濃度に関する基礎検討 3) 地下水流動、地温勾配および岩盤応力変形の連成解析手法に関する基礎研究 4) 堆積岩地域の地下水流動シミュレーション解析の高速化に関する検討その結果、既往の研究(今井他2002など)を参考として、2002年度までの調査データを入力データとして盛り込んだ幌延地域の水理地質構造をモデル化した。また、堆積岩地域における密度流解析手法として多成分多層流解析コードTOUGH2(Karsten Pruess, et al., 1999)の適用性を確認し、岩盤中の異なる塩分濃度や特異な間隙水圧を考慮した解析が可能であるとの見通しを得た。また、TOUGH2と岩盤応力変形解析コードFLAC3D(Itasca Consulting Group 1997)をカップリングしたTOUGH-FLAC(Rutquvist J, et al.,2002)の適用性についても見通しを得た。さらに、大規模な計算に対応するためにTOUGH2の高速化に関する検討を行い、効率的な高速化の方法と高速化が可能であることを示した。
井上 博之*; 石黒 健*; 久慈 雅栄*; 吉野 尚人
JNC TJ8400 2004-013, 137 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2004-013.pdf:22.48MB
本委託業務では、幌延地域における地下深部の特徴を堆積岩地域の特徴の一例として取り上げ、それらが性能評価上重要となる地下水の流動や移行経路にどのように影響を及ぼすのかを把握することを目的として、以下の項目の検討を行った。1) 堆積岩地域における密度流解析手法の研究 2) 幌延地域のモデル化および間隙水圧、塩分濃度に関する基礎検討 3) 地下水流動、地温勾配および岩盤応力変形の連成解析手法に関する基礎研究 4) 堆積岩地域の地下水流動シミュレーション解析の高速化に関する検討 その結果、既往の研究(今井他2002など)を参考として、2002年度までの調査データを入力データとして盛り込んだ幌延地域の水理地質構造をモデル化した。また、堆積岩地域における密度流解析手法として多成分多層流解析コードTOUGH2(Karsten Pruess, et al., 1999)の適用性を確認し、岩盤中の異なる塩分濃度や特異な間隙水圧を考慮した解析が可能であるとの見通しを得た。また、TOUGH2と岩盤応力変形解析コードFLAC3D(Itasca Consulting Group 1997)をカップリングしたTOUGH-FLAC(Rutquvist J, et al.,2002)の適用性についても見通しを得た。さらに、大規模な計算に対応するためにTOUGH2の高速化に関する検討を行い、効率的な高速化の方法と高速化が可能であることを示した。
井上 博之*; 吉野 尚人; 宮野前 俊一*; 水谷 和彦*; 野田 兼司*
JNC TJ8400 2004-005, 161 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2004-005.pdf:18.59MB
本委託業務では,大久保モデルによる岩盤の長期力学的変形挙動評価手法の信頼性向上に資することを目的として,北海道幌延地域で採取された堆積軟岩を対象とした室内試験を行った。また,2002年度までの幌延試錘調査より判明している情報を用いて,幌延原位置試験実施予定領域の環境を想定し,処分坑構築時の空洞安定性評価に関する検討を行った。その結果,熱や乾燥などの試験条件が異なる場合の大久保モデルの各パラメータを多数取得することに成功し,その結果をもとに算出したクリープ寿命と実測のクリープ寿命の比較検討を行うことができた。また,ピットの掘削時,および長期経過後の力学的安定性について解析的な検討を行い,変位や緩み域の進展は,初期の段階で顕著であり,徐々に収束傾向を示す結果を得た。
吉野 尚人; 梨本 裕*; 松井 幹雄*; 伊藤 節男*; 野本 康介*
JNC TJ8400 2003-071, 63 Pages, 2004/01
JNC-TJ8400-2003-071.pdf:43.22MB
本業務では、地下水流動解析に必要な調査試験データや、解析で求められる値の空間的なバラツキの定量化を目的として、1)透水係数設定方法の整理とその分散の定量化手法の検討、2)確率論による浸透流解析に基づく評価項目のバラツキの定量化手法の開発、3)二次元鉛直断面における事例検討、について検討を行った。
井上 博之*; 南 浩輔*
JNC TJ8400 2002-061, 126 Pages, 2003/01
JNC-TJ8400-2002-061.pdf:3.79MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分システムを考えるにあたり、現実に忠実な評価が必要な人工バリアの境界条件であるニアフィールド岩盤の長期力学的変形挙動を適切に評価することが重要である。本研究では、長期力学的変形挙動評価の信頼性向上に資する目的で、1)水理・温度条件をパラメーターとした大久保モデルを用いた幌延堆積岩の評価、2)内圧が負荷されたニアフィールド岩盤挙動の把握を目的とした模型実験、3)評価モデルに関する検討を行なった。1)より、幌延堆積岩は乾湿繰返しに対して強度低下を起こし易く、乾燥後の浸水によって潜在亀裂に沿って割れるなど、小さな含水比の変化に対しても敏感に反応する可能性が示唆された。また、僅かな深度差でバラツキが発生する。このバラツキは一軸圧縮強度および大久保モデルの定数に誤差を与え破壊到達時間に大きく影響を及ぼす。2)より、掘削の影響等により塑性変形が大きな箇所(トンネル近傍)では、周辺地山の応力状態の変化によって弾塑性領域の変化が理論通りに起こらない可能性が示された。3)より、モデルでは簡易的にm=nとしているが、このことが予測と実際のクリープ時間に差を生じている要因の一つと考えられるため、今後ピーク強度以降のデータを収集しm/nを把握する必要がある。また、環境変化や応力状態の変化がある箇所のクリープ挙動を検討するには、一連の環境下でのnを条件に合わせて変化できるモデルに改良する必要がある。
井上 博之*; 野田 兼司*
JNC TJ8400 2002-011, 95 Pages, 2002/02
JNC-TJ8400-2002-011.pdf:9.14MB
地層処分システムを考えるにあたり、人工バリアの境界条件となるニアフィールド岩盤の長期力学挙動を適切に評価することが重要である。本研究では、その評価の信頼性の向上に資する目的で、以下3つの事項を実施した。1.大久保モデルによるクリープ問題の評価手法の信頼性向上を目的としてクリープ試験を実施した。実岩石を用いてひずみ速度を変化させた一軸圧縮試験より大久保モデル定数を算定し、その定数を使用して破壊時間を推定したクリープ試験を行った。その結果、大久保モデルによる破壊時間の推定は、供試体のバラツキが影響するものの、ほぼ推定通りとなった。2.ニアフィールド岩盤挙動を把握する目的でトンネル模型装置を製作し実験を行った。試験は1m
1m0.5mの模擬岩盤試験体を使用し、初期応力下で直径15cmのトンネルを掘削した。内空変位量等を計測し、また解体後に硬さ試験を行うことによりゆるみ域を定量的に求めた。その結果、約17.5cmまでがゆるみ域と推定できた。3.深地層研究所における試験方法を検討し、長期的な岩盤挙動の把握を目的とした試験項目として岩石コア試験・ボーリング孔を利用した試験・原位置試験(坑道内を利用、坑道そのもの利用)を示した。また、長期挙動に関する様々な試験を3深度で実施する深地層研究所のレイアウトを示した。