報告書番号

N08030

タイトル（和文）

温度・湿度変化による堆積岩トンネルの長期不安定化のプロセス

タイトル（英文）

Process of long-term tunnel instability by temperature and humidity variation in sedimentary rock

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

放射性廃棄物の地層処分など重要地下構造物の建設が計画・検討されているが，これらの地下坑道が堆積岩中に建設される場合，長期的にゆるみが進行することが懸念されている．トンネルの長期安定性を理解し，評価手法を確立するためにはトンネル不安定化の事例を検討することが重要である．本研究では，上記の観点から，釧路炭鉱においてトンネルの支保を撤去し，変形を加速する試験を実施した．試験前後において，夏季の高温・高湿の時期に坑壁が不安定になる現象が確認された．光ファイバを用いたひずみ計測により，この坑壁の不安定化現象を検出することができた．また，3Dレーザー変位計測により，トンネル断面形状の変化を計測することで，天盤・坑壁の崩落サイズを定量化した．その結果，不安定化領域は1m規模であった．試験トンネル周辺に分布する砂岩は，湿度が高い条件では，亀裂の進展が顕著であり，長期的に強度が低下していくことが室内試験により明らかになった．この強度低下を考慮した数値解析から壁面の破壊領域を評価したところ，3Dレーザー計測による結果とよく一致した．

概要 （英文）

It is concerned that tunnels in the sedimentary rock are seriously damaged during the long operation after excavation, while there are various plans to construct significant underground facilities such as a high-level radioactive waste disposal facility. A case history study on tunnel instability is important in order to assess and evaluate tunnel instability behavior. In this respect, an accelerated tunnel deformation test by removing tunnel supports was conducted.
Instability of tunnel wall was observed before and after this test in the summer, when it is warm and humid in the test tunnel. Fiber optic sensing detected the instability. Scale of collapsed rock was evaluated from the variation of shape of tunnel cross-section measured by a 3-D lazar measurement tool. The maximum size of collapsed rock block is 1m in diameter. Surrounding sandstone has such a characteristic that crack growth is much faster and its strength decreases gradually in the condition of high relative humidity. Numerical simulation considering this decrease of rock strength reproduced the instable zone around the test tunnel.

報告者

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