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福井 謙三*
JNC TJ7400 2005-038, 162 Pages, 2004/03
JNC-TJ7400-2005-038.PDF:77.09MB
超深地層研究所計画における地表からの調査予測研究段階の調査研究の一環として、土岐花崗岩における深度500m程度までの岩盤の熱特性および破壊靭性値の把握を目的に、MIZ-1号孔の岩芯を用いた熱特性試験および破壊靭性試験を行い、以下の知見が得られた。(1)熱特性試験で得られた試験値は、同じ岩種の既往値や一般値と同程度であった。(2)熱特性試験においては、局所的に他の試験値とは異なる傾向を示すデータが得られたが、これは鉱物組成や熱水変質、せん断亀裂帯などの影響と考えられる。(3)熱膨張率および線膨張率の各測定は、全体として深度方向に低下する傾向がある。これに対し、比熱は深度によらずほぼ一定の結果がえら得た。(4)破壊靭性試験で得られた応力拡大係数は、300
400mabh(meter along borehole)間で試験値が異なる。これは他の物性値の傾向と一致する。
中司 龍明*; 豊島 賢治*; 池田 雅俊*
JNC TJ7440 2000-011, 167 Pages, 2000/03
JNC-TJ7440-2000-011.pdf:13.09MB
本業務は、核燃料サイクル開発機構東濃地科学センターが東濃鉱山流域, 正馬川流域, 柄石川流域の3流域で行っている水収支観測による降雨の地下への浸透量算出(水収支法)において、浸透量算出値の精度を規制する地下貯留量変化を把握し、地下水浸透流解析を実施する際の上部境界条件の1つとなる地下水位面のデータを面的に把握するため、渇水期(冬季)における湧水点を確認したものである。本報告書では、渇水期(冬季)における湧水地点の資料の作成することで、既存の地下水位観測データと湧水確認地点標高、既存の地質図と湧水確認地点からそれぞれ相互の整合性を確認できた。これにより水位観測データの信頼性評価や表層付近の地質分布と湧水機構の関連性評価、ひいては水理調査における初期段階での地質踏査の重要性について整理している。結果として、地質踏査および湧水点確認踏査を詳細に行うことにより、観測孔を掘削しなくても、ある程度は自由地下水位面を把握でき、浸透量算出(水収支法)の精度に影響する上、信頼性を上げられることが見いだせた。最後に、地質踏査、湧水点踏査などは、概査、精査など目的に応じて内容を区分して整理することで、地質、地下水位相互の整合性を確認でき、今後、各調査対象地において比較的安価に地質概況、地表近くの水理状況を把握できる有効な手段の一つであると確認できた。
八野 祐二*; 中司 龍明*
JNC TJ7440 2000-004, 52 Pages, 2000/03
JNC-TJ7440-2000-004.pdf:12.62MB
本報告書は、月吉断層規模の地質構造について、通常の屈折法で用いられる萩原の方法で解析した場合と、インバージョン技術で解析した場合とで、解析精度の違いの有無を確認し、断層調査への適用性を把握するために、既存データによる再解析を実施したものである。屈折法弾性波探査の速度走時を、統計的および定量的に整理して、従来法での速度層区分の品質保証資料の作成を試み、合わせてインバージョン技術を応用した解析と品質面での比較を行った。また、月吉断層の物理的性質をパラメータとした感度解析結果から、断層の検出を目的とした場合の適切な調査計画について整理した。結果として、萩原の方法とインバージョン法とでは、観測走時と理論走時との全体的な誤差はそれほど変わらないが、インバージョン法は断層の幅や傾き等の詳細な地質構造を把握できる可能性があるという結果が得られた。最後に、インバージョン法の中で今回用いた手法では、その連続体を仮定した解析原理から、急激な速度境界面の解析には不向きで、物理探査における屈折法探査としては、萩原の方法と併用して行く必要があると考えられる。また、地質技術者が屈折法の解析断面図を地質構造解釈する場合に、今までの萩原の方法で34層程度に解釈された図に対しては慣れているが、今回のインバージョン法で得られる多層速度構造に対しては、地質パターンと速度構造とを対応付けるため、経験を積み重ねる必要があると考えられる。
薛 自求*
JNC TJ7430 2000-003, 133 Pages, 2000/02
JNC-TJ7430-2000-003.pdf:9.54MB
超深地層研究所建設予定地内に掘削されたMIU-1号孔とMIU-2号孔のボーリングコアより採取した岩石試料にDSCA(Differential Strain Curve Analysis)法を適用し,得られた主ひずみの大きさ及びその方向を基に,試料内部のクラック異方性及びクラックの3次元分布特性について検討した。以下に主な知見を示す。(1)MIU-1号孔とMIU-2号孔では最大主ひずみと中間主ひずみがほぼ鉛直方向にそれぞれ位置する。MIU-1号孔では最大主ひずみの方向が,深度によって少し変動するが,NS方向ないしNW-SE方向となっている。(2)各試料で得た3つの主ひずみ
2の方向は,クラックひずみ主値
2の方向と概ね一致する。なお,主値
2の方向については,主ひずみ2やクラックひずみ主値2に比べてばらつきが大きく,2次導関数の計算誤差による影響と考えられる。(3)静水圧の負荷に伴って,最大主ひずみの方向が変動する試料があり,その変動幅は約30度であった。(4)深度509mを境に試料のcrack porosityと低圧領域(20MPa以下)の弾性係数は,単調な増加と単調な減少をそれぞれ繰り返している。これはMIU-1号孔とMIU-2号孔が月吉断層に近接することに関係すると考えられる。(5)静水圧主値2曲線において,1つの明瞭な主値2のピークを示す試料が多いため,試料内部に卓越するクラック系が存在すると考えられる。(6)DSCA法で得られた主ひずみの方向が水圧破砕試験の結果とほぼ一致するため,地下応力測定法として有効性を確認することができた。
中嶋 幸房*; 酒井 幸雄*; 笹尾 昌靖*
JNC TJ7440 99-013, 47 Pages, 1999/03
1,000m対応地下水の地球化学特性調査機器(1号機)は、平成7年度に実施した現場適用試験により、開発当初の仕様を満たしていることが確認された。同調査機器は、機器の基本概念としてパイプシステムを採用したことにより、孔内抑留からの回避および深度誤差の低減において優れた効果が示されているものの、一方で傾斜掘削された試錐孔では、その適応範囲が限定される事が顕在することも明らかになった。今後調査をより合理的に進めるために、調査試錐孔の様々なレイアウトにも柔軟に対応することが求められることから、傾斜掘削された試錐孔での調査など、同調査機器の適応範囲の拡大が主要な課題である。今回上記課題に応え、既存の調査機器の性能を維持しつつ、機器本体に傾斜に対する柔軟性を持たせるために、既存の1,000m対応地下水の地球化学特性調査機器のジョイント部分に柔軟性を持たせる改良を施すとともに、結合機構とパッカーシステムに改良を加える。これらの改良を踏まえて、当初仕様を満たす採水装置の改良を完了した。
中嶋 幸房*; 酒井 幸雄*; 笹尾 昌靖*
JNC TJ7440 99-002, 244 Pages, 1999/01
深部の岩盤中に存在する地下水の地球化学的特性を把握するために、ボーリング孔を利用して70
までの高温環境下にある深度1,000mまでの地下水(地層水)を被圧不活性状態で採水することができる装置を2台製作した。本装置は 1)孔内部、2)中継部、および 3)地上部で構成される。孔内部はパッカーシステムと孔内システムで構成される。パッカーシステムは結合ユニットの結合を行うガイドケーシングユニットと採水区間を遮水するパッカーユニットから成る。孔内システムは主要な機器を収納し、下側から、パッカーユニットとの結合機構を主とした結合ユニット、バッチ式採水機構と採水容器格納機構を主とした採水ユニット、およびパッカーの拡張・収縮や連続採水のためのポンプ機構を主とした採水ユニットの順に連結される。中継部は複合ケーブルシステムとケーシングシステムで構成される。複合ケーブルシステムは複合ケーブルとその巻取り装置から成る。複合ケーブルは採水パイプを中央に、その周囲に光ファイバー3本と電源線8本を配列、3層のアラミド繊維で強化し、外装をナイロンで被覆して1本に複合化されている。ケーシングシステムはパッカーシステムを採水深度まで降ろし、孔内ユニットを直接ボーリング孔壁に接触させないための保護管の役割がある。地上部は制御装置、電源装置、データ管理・解析システムで構成され、孔内部および中継部の制御・管理とデータ収集・保存を行う。今回の製作にあたり適応環境の拡大を図るために、連続採水ユニット・結合ユニット・主シーブ・反転シーブ・反転シーブ台・パッカーシステム等の一部改良を実施した。これらの改良を踏まえて、当初仕様を満たす採水装置の製作を完了した。
中嶋 幸房*; 笹尾 昌靖*; 酒井 幸雄*
PNC TJ7411 97-001, 59 Pages, 1997/03
既存の地球化学検層ユニットから得た計測データを基に、物理化学パラメータの変換や校正値による補正、画面表示や経時変化図などの制御とデータ収録する1)物理化学パラメータ測定電位の制御部、2)測定データの収録部、および3)データファイル選択・加工部からなる機能を有する物理化学パラメータ計測用の制御・データ収録装置を製作した。本装置の物理化学パラメータ測定電位の制御部は、各測定項目の電位のずれと電位勾配を処理する補正部と計測された直流電圧を物理化学パラメータ値に変換する変換部、そして計測データのデジタル表示の表示桁や小数点指定するのと経時変化グラフの表示や測定レンジの選択する表示部から構成される。測定データの収録部は画面表示のために内部メモリに常駐し、ハードディスクに保存ができ、その保存内容は年月日、時刻、供給電圧、基板温度と物理化学パラメータのpH、酸化還元電位、硫化物イオン濃度、電気伝導度、水温である。
中嶋 幸房*; 酒井 幸雄*; 笹尾 昌靖*
JNC TJ7440 99-021, 294 Pages, 1996/11
深部の岩盤中に存在する地下水の地球化学的特性を把握するために、ボーリング孔を利用して深度1,000mまでの地下水(地層水)を、地上に被圧不活性状態で回収できる採水装置を製作した。本装置は 1)孔内部、2)中継部、および 3)地上部で構成される。採水機能の確実性を向上させると共に、中継部の小型・軽量化、及び地上部の機能向上を図った。孔内部のパッカーシステムはパッカーユニットとガイドケーシングからなり、パッカーユニットの結合機構部の性能向上を図った。孔内システムは主要な電子機器を収納している部分で機能毎にユニット化し、ケーブル先端部と複合コネクターで連結されてケーシングパイプ内を昇降する。先端からパッカー部と結合・分離する結合ユニット、採取機構と採水容器が格納されている採水ユニット、パッカー拡張・収縮時や排水作業の両方向ポンプが収納されている排水ユニットの順に連結される。孔内システム内の電子機器の保護のために防水ブロックおよび遮水型の複合コネクターを導入した。中継部の複合ケーブルシステムは、複合ケーブルとケーブル先端部、巻き取り装置からなる。複合ケーブルは、ケーブル中心部に採水ホース、その周囲に光ファイバー線と電源線を配列した。ケーシングシステムはパッカーシステムを採水深度に安全に設置するためのケーシングパイプで、孔内ユニットが内部を昇降する際の保護パイプを兼ねている。複合ケーブルは細型化、巻き取り装置は小型化した。また、ケーシングホルダーおよびホイスティングスイベルの軽量化も図った。地上部の制御装置は、主にコンピュータで、パッカーの拡張・収縮や排水作業の制御・監視・記録を行う機能がある。電源装置は孔内供給電源と無停電電源で、短時間の停電対策が施されている。電源装置の出力容量を大きくするとともに制御装置を収納する、収納ラックの製作も行った。本装置は、こうして当初仕様を満たす採水装置の製作を完了した。
中嶋 幸房*; 酒井 幸雄*; 笹雄 昌靖*
PNC TJ7411 96-002, 68 Pages, 1996/03
1,000m対応地下水の地球化学特性調査機器の適応環境条件の拡大と操作性の向上を目指した同調査機器の開発の一環として、1,000m対応地下水の地球化学特性調査機器(高温環境型)の設計を実施した。本装置の孔内部は大きく1)パッカーシステム、2)孔内システム、3)パッカー水回収システムで構成され、各システムとも高温度環境に対応出来るよう機能の向上をはかった。パッカーシステムは、パッカー部、フィルターカプセル、採水区間延長カプセルとケーシング内を昇降する孔内システムと安全かつ確実に結合するための結合機構を有したガイドケーシング部で構成される。孔内システムは連続採水ユニット、採水ユニット、結合ユニットで構成し各ユニットとも高温度環境を考慮するとともに、保守・点検が容易に行える構造とした。パッカー水回収システムは孔内ユニットがパッカーユニットと結合が不可能な場合に用いるシステムでパッカー水回路を開放し、パッカー水を回収することができる。こうして契約上のすべての必要事項を満たして孔内部(高温環境型)の設計を完了した。
not registered
PNC TJ7411 96-001, 31 Pages, 1996/03
1,000m対応地下水の地球化学特性調査機器の適応環境条件の拡大と操作性の向上を目指した同調査機器の開発の一環として、複合ケーブルの細型化と巻き取り装置の小型・計量化を目指した設計を実施した。複合ケーブルは、高温環境(耐温度性能70度C)に対応出来るよう機能の向上を取り入れるとともに、水回路用のホースは内部洗浄が容易に出来る構造でかつ水質に影響を与えない材料としてステンレス製を採用した。巻き取り装置に関しては、送り出し、巻き上げとも自動制御可能なこと、自動巻き取りをする際の段落ちを調整可能なこと、遠隔操作(リモコン操作)が可能な構造とした。契約上のすべての必要事項を満たして細型複合ケーブルと小型巻き取り装置の設計を完了した。
石島 敬三*; 大石 善雄*
PNC TJ7411 95-002, 59 Pages, 1995/03
既存の深度1,000m対応地下水の地球化学特性調査機器用の制御装置から得た計測データを任意に読み出して、加工した結果などの管理と得られたデータの解析などができる機能を有するデータ管理・解析システムを作成した。本システムは既存の制御装置で得られたデータから1)計測データファイルの選択、2)加工データのグラフ表示、3)加工データの出力、4)加工データの収録などの機能で構成される。ここで得られたデータは、そのデータファイルを任意に選択することで、そのデータの削除および並び替えなどの加工ができる。また、経時変化として孔内ユニットの供給電源の12V系電圧や遮水された採水区間内の水圧と水温、そしてパッカー拡張・収縮作業時のパッカー圧力とそのパッカー有効圧力、孔内ユニット内の温度、採水区間の排水量や採取した採水ボトル内の量などの表示や図化ができ、その加工データは出力できる。得られたデータはテキストファイル形式でフロッピーディスク、または光磁気ディスクなどに収録ができる。本システムの室内性能試験を行った結果、上記の各部が正常に機能することが確認された。
not registered
PNC TJ7411 93-001, 55 Pages, 1993/01
地層科学研究の調査技術及び機器開発の一環として、深部岩盤中の地下水の地球化学的データを取得するために、試錐孔を利用して深度1,000mまで対応可能な装置の詳細設計を実施した。同装置の設計は基本的に現存の深度500m、対応のパッカー式地下水サンプラー(PGS-500型)をベースにして、これまでに得られたノウハウおよび概念設計報告書をもとに、製作を前提として行った。同装置は大きく1.地上部、2.孔内部および3.中継部で構成され、装置を合理的な構造とするために、主機能は孔内部の孔内システムに集約した。地上部は機能制御・データ収録装置、孔内部は孔内システム及びパッカーシステムからなる。中継部は複合ケーブル及び巻き取り装置等からなる。その他に制御ソフトウェア等を設計した。適用孔径は約75mm130mmまでとし、閉鎖区間の設定にはダブルパッカー方式を、挿入システムにはケーシングシステムを採用した。機能としては被圧不活性状態で地下水を採取できること、及び閉鎖区間内の間隙水圧が測定可能であることとした。設計の結果は本報、詳細設計書及び技術資料集として取りまとめ、目的とするサンプラーの製作に目途がついた。
細堀 健司*; 豊岡 義則*; 酒井 幸雄*
PNC TJ1411 93-001, 945 Pages, 1993/01
深部岩盤中に存在する地下水の地球化学的特性を把握するために、ボーリング孔を利用して深度1,000mまでの地下水をそれが存在する条件に極力近い状態で採取し、地上まで運搬できる採取装置の詳細設計を実施した。この装置では、被圧不活性状態で地下水を採取・保持するために、密閉性を確保したバッチ式(ボトル式)採水法を採用した。また、長時間に渡り繰り返し採水を行なうためにケーシングシステムを採用し、ボーリング孔壁の崩壊に対処した。さらに、採水区間を厳密に特定するためにその上下をパッカーによって遮断し、上下からの汚染水の流入を防いだ。採水に先だってこの採水区間の溜留水はポンプによって地上あるいは採水区間より上の孔内に排出される。採水装置全体の構造を単純化し、深度1,000mの高圧・高温環境からの採水作業の安全性を向上させるために、パッカーの拡張・収縮を含めた採水に係わる主要な機能を孔内システムに集中させた。この孔内システムはケーシング内を採水深度まで降下してパッカーシステムに結合する。孔内システムと地上との接続には光通信・電源ケーブル及び水回路用のホースを1本に束ね耐荷重力を備えた複合ケーブルと同巻取り装置を採用し、装置の簡素化と作業の合理化を計った。また、採水区間の水圧・水温及び孔内システム内の各機能の作動状況等を常時地上でモニターし、操作できるようにした。孔内システムと地上との通信系にはRS-485規格を採用し、将来の機能追加にも柔軟に対応できるものとし、本装置の発展性を確保している。こうして当初仕様を満たす採水装置の設計が完了した。
豊岡 義則*; 細堀 健司*
JNC TJ7400 2005-062, 307 Pages, 1992/02
JNC-TJ7400-2005-062.pdf:71.63MB
地層調査技術と機器の開発の一環として,試錐孔を利用して深度1000mまでの岩盤中の地下水を採取するシステムの設計検討を行った。この場合被圧・不活性状態での採取が必要になるが,その条件を満たす装置は少ない。そうした中でスウェーデンから導入したBAT地下水モニタリングシステムの採水機能に基づいて開発された深度500m対応パッカー式地下水サンプラは高い実績評価を得ている。本設計ではこのPGS-500型システムの機能を改良し,深度1000mまでの採水を可能とするため,国内外の技術情報,特に地球化学検層技術で実績のあるスウェーデンのSBKと関連企業の実情を調べ,それらを基に日本の地層環境に即した地下水採取システムの概念設計を行った。
酒井 幸雄*; 丹下 良樹*
JNC TJ7400 2005-061, 377 Pages, 1992/02
JNC-TJ7400-2005-061.pdf:89.05MB
地層調査の技術と機器の開発の一環として、岩盤内地下水のより信頼性の高い地球化学検層システムの開発のため、自然の状態を保ったままの試料を採取する装置について検討した。技術情報調査の結果、スウェーデンのSKBのPGS-500の形態に準じたケーシングパイプ方式による装置を提案した。その特徴は、(1)試料採取にあたって孔壁の崩壊などから孔内システムを防護できる。(2)パッカーユニットの圧力調節に二つの方法を選択できる。(3)孔内システムの各ユニットにはコントローラが設けられており、それらを地上から操作できる。また今後の設計・製作上の課題をまとめたが、重要なセンサについてはSKBとイタリアのIDRONAの製品が機能的に満足できることを確認した。
基礎地盤コンサルタンツ*
JNC TJ7420 2005-126, 36 Pages, 1989/09
JNC-TJ7420-2005-126.PDF:3.35MB
本報告書は,月吉鉱床中の地下水の地球化学的特性を把握するため,AN-5号孔において,動燃式地下水サンプラーを使用して地下水サンプリングを行なった結果をまとめたものである。
細堀 健司*; 佐野 勝己*
PNC TJ4411 89-001, 74 Pages, 1989/03
地層処分システムの性能評価において重要なパラメータである地下水の地球化学的特性を評価するためには、地下深部の地下水をそれが存在する条件に極力近い状態で採取し人為的に乱すことなく分析場所に運搬するシステムが必要である。本システムはこの目的のために開発されたもので、地下水を採取する試錐孔内において採取深度の上下をパッカーによって仕切り、その採水セクションから内部の密閉されたサンプラーによって地下水を採取しこれを外気に触れさせることなく地上まで運搬することができる。本システムを孔井内の深度208mの地点に設置して性能試験を行った。性能試験ではシステムの各部分が正常に作動することを確認した後、容量500cm/SUP3のサンプラーによって繰り返し地下水の採取を行い、繰り返し採水に伴う地下水サンプル中のウラニン濃度の変化をモニターし、システムの採水機能について検討を加えた。