報告書番号

N10002

タイトル（和文）

堆積軟岩における大規模空洞の掘削時挙動・長期挙動の解析的検討

タイトル（英文）

Numerical simulation for excavation and long-term behavior of large-scale cavern in soft rock

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

低レベル放射性廃棄物の余裕深度処分の計画においては，堆積軟岩地山中に処分空洞として大規模空洞を掘削することになる．堆積軟岩は，クリープ挙動が顕著であり，地下処分施設の設計・安全評価にあたっては，長期的な挙動を評価できる解析手法が必要である．
深度約100mに掘削された試験空洞を対象に当所で開発したクリープ挙動モデルを用いた解析を実施し，解析手法の検証を行った．クリープ挙動モデルは室内試験の挙動を基本的に表現できたが，空洞掘削時の挙動を3～4倍大きく予測した．弾性波試験から得られる動弾性係数の値から解析用物性値を見直して実施した再解析では挙動をよく再現できた．この解析ではクリープが継続する応力状態となる領域は限定的であり，その領域でもひずみ速度が極めて小さいため長期的にクリープは進行しないと予想される．また，廃棄体，人工バリア定置後の再冠水時の岩盤挙動について予測解析を実施したところ，再冠水時に短期的に空洞周辺の局所安全率が低下する現象が見られた．

概要 （英文）

Low-level radioactive waste is planned to be disposed at the depth of more than 50 m in Neogene tuff or tuffaceous sandstone. Generally there are few cracks in sedimentary soft rocks, thus it is considered to be easier to determine permeability of soft rocks than that of discontinuous rocks. On the other hand, sedimentary soft rocks show strong time-dependent behavior, and they are more sensitive to heat, groundwater, and their chemical effect. Numerical method for long-term behavior of underground facilities is necessary to their design and safety assessment.
Numerical simulations for excavation of test cavern in disposal site are described in this report. Our creep model was applied to these simulations. Although it is able to reproduce the behavior of soft rock observed in laboratory creep test, simulation using parameters obtained from laboratory tests predicts much larger displacement than that of measurement. Simulation using parameters modified based on in-situ elastic wave measurement and back analysis reproduces measured displacements very well. Behavior of the surrounding rock mass during resaturation after setting of the waste and the engineered barrier system is also simulated.
We have a plan to investigate chemical and mechanical interaction among soft rock, tunnel supports and engineered barriers, and to make their numerical models.

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