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納多 勝*; 安藤 賢一*; 田中 達也*
JNC TJ7420 2005-023, 116 Pages, 2004/03
JNC-TJ7420-2005-023.PDF:25.48MB
本業務では、活断層周辺の高透水性亀裂の分布及び断層運動に伴う地殻応力変化を考慮した地下水流動の解析手法の開発を目的として、跡津川断層帯、月吉断層などを事例対象に、断層周辺の詳細な水理地質構造モデルの作成とそれらを用いた地下水流動解析を行う。昨年度は断層岩を対象とした水理地質構造のモデル化や地下水流動解析に関する文献調査と、サイクル機構殿の既存研究結果に基づき、茂住祐延断層周辺の水理地質構造モデルの試構築を実施した。今年度は、茂住祐延断層周辺、月吉断層周辺、鳥取県西部地震震源断層周辺を事例研究対象として、断層岩周辺の水理地質構造のモデル化や地下水流動解析の手法について検討した。具体的には、各対象において得られる地質環境データの質・量ともに異なることから、それぞれの地点において断層岩周辺の水理地質構造を適切に表現するモデル化や地下水流動解析の手法について検討した。さらに、茂住祐延断層周辺では坑道周辺のローカルスケール(約2km
2km500m)、月吉断層では断層を含むローカルスケール(約4km6km3km)、鳥取県西部地震震源断層周辺では断層を含む広域スケール(約30km30km5km)の地下水流動解析モデルの構築と解析を試行した。
納多 勝*; 安藤 賢一*; 田中 達也*
JNC TJ7400 2005-068, 133 Pages, 2004/03
JNC-TJ7400-2005-068.PDF:4.55MB
限定されたボーリング孔を用いて効率的に岩盤の水理特性を把握する上で、単孔式水理試験は有効な手法である。得られた水理試験データに基づき水理パラメータを計算する方法として、流れのモデルに応じた理論解に則り圧力変化のタイプカーブにフィッティングさせる方法や数値解析的に求める方法が石油工学や放射性廃棄物の地層処分の分野で発達してきた。本業務では、上記分野で使用されてきた複数の代表的な水理試験解析コードを用いて、同一のデータを解析した。各解析コードの結果の比較から、解析コードの妥当性の確認、解析コード毎の水理パラメータのばらつき、コード毎の特徴などについて取りまとめ、高品質の水理パラメータを取得する際の指針を構築する素材を取りまとめた。
納多 勝*
JNC TJ7440 2005-068, 107 Pages, 2004/02
超深地層研究所計画の第2段階以降における水理学的調査研究、地下水の地球化学的調査研究の原位置試験においては、土被り圧や水理地質構造の影響で、試験区間とその周辺との間で非常に大きな水圧差が生じる環境(高差圧環境)が予想される。本件は、そのような環境で、第2段階以降の調査研究に求められる品質が担保されたデータの取得を可能とするために、調査機器に必要とされる性能について検討することを目的とする。本件では、国内、海外(スイス、スウェーデン、フィンランド)の地下研究施設での研究事例についての文献調査を実施し、地下坑道などを利用した水理学的調査および調査機器の事例を収集した。それらの調査結果に基づき、高差圧対応パッカー等を採用した調査機器の適用方法の検討や概念設計を行った。
鳥井原 誠*; 丸山 誠*; 鈴木 健一郎*; 並木 和人*
JNC TJ7400 2005-034, 179 Pages, 2004/02
JNC-TJ7400-2005-034.PDF:31.02MB
結晶質岩の脆性破壊現象を解明し、そのメカニズムをモデル化することは掘削損傷領域の物性評価において重要となる。しかしながら、岩盤の破壊や塑性化などの非弾性状態の岩盤物性を定量的に表現できる数値解析手法はほとんど現存しないのが実情である。そこで本研究では、応力集中による岩盤破壊や塑性化のメカニズムを明らかにし、その領域の岩盤物性を表現できる解析手法を開発することを目的とする。
納多 勝*; 田中 達也*
JNC TJ7420 2005-028, 247 Pages, 2003/03
JNC-TJ7420-2005-028.pdf:18.98MB
本業務では、活断層周辺の水理地質構造に関する情報を整理し、断層運動による地下水挙動への影響を検討するとともに、その調査手法の開発を行うことを目的として、活断層(茂住祐延断層)周辺の水理地質構造のモデル化等を行う。まず、断層岩を対象とした水理地質構造のモデル化や地下水流動解析に関する文献調査を実施した。文献調査では、断層の水理学的調査、断層を取り扱う水理地質構造モデルの構築と地下水流動解析、および水理異方性と応力場に関する情報について20文献の情報を取りまとめた。次に、茂住祐延断層周辺を対象としたサイクル機構殿の既存の調査研究報告書(1992年
2001年)に記載された情報に基づき、水理地質構造のモデル化および地下水流動解析に必要となる断層岩および亀裂分布に関するデータを抽出し、解釈およびデジタル化した。また、デジタル化したデータに基づき、坑道近傍を対象とした水理地質構造モデルおよび地下水流動解析を目的としたローカルモデル(2km2km500m)を構築した。そして、Don-Chanモデルを用いて、ローカルモデルの数値解析モデル化および地下水解析を試行した。なお、本業務の検討はサイクル機構担当者殿が推薦する専門家の指導、協力を得て、実施した。
鳥井原 誠*; 丸山 誠*; 桑原 徹*; 鈴木 健一郎*
JNC TJ7400 2005-032, 206 Pages, 2003/02
JNC-TJ7400-2005-032.PDF:29.17MB
結晶質岩の脆性破壊現象を解明し、そのメカニズムをモデル化することは掘削損傷領域の物性評価において重要となる。本研究では、花崗岩を対象として、脆性破壊過程における岩石中のクラックの進展を構造解析、一軸および三軸圧縮/伸長試験、弾性波速度、比抵抗値の計測および、空洞模型試験により調べた。その結果、以下の知見を得た。(1)3次元構造解析の結果、脆性破壊の進行に伴い発生・進展するクラックは、破壊応力の90%から100%に達するまでの間、そのクラック直径が増加するにも関わらず、クラック個数密度は変化しない。(2)多方向の弾性波速度計測から決まる2階のテンソルとクラックテンソルは強い相関がある。(3)短期と長期のクラック進展メカニズムを考慮し、クラックの進展条件においてはクラック間の相互干渉効果を考慮したマイクロメカニクスに基づく解析モデルの適用性を示した。(4)複雑な応力履歴を受ける岩盤内空洞への適用を目的に空洞模型試験を実施し、空洞の周辺岩盤の脆性破壊過程をAE監視等により、損傷の進展として捕らえることができた。(5)クラックの進展による透水性の変化を考慮していくため、クラックテンソルによる透水係数の評価式を提案し、その有効性を示した。
丸山 誠*; 鳥井原 誠*; 三上 哲司*; 畑 浩二*
JNC TJ7400 2005-030, 106 Pages, 2003/02
JNC-TJ7400-2005-030.PDF:50.79MB
本業務の目的は、がんばんないに無数に存在するジョイント(割れ目)から力学的に影響が大きいと考えられる代表的なジョイントを抽出し、その強度・変形特性と幾何学的な特性を明らかにすることである。本件では、DH-2号孔の土岐花崗岩のジョイントを含む試料を用いた室内試験を実施した。試料は、ジョイントの角度、形状および、充填物の有無などを指標に数種類に分類し、各分類にしたがいジョイント面の垂直剛性、せん断剛性などを算定するとともに、これらの物性からジョイントを考慮した解析に必要なBarton-Bandis Modelの破壊基準を作成した。