報告書番号

N10026

タイトル（和文）

ベントナイト系材料に対する透水試験と膨潤圧試験の現状調査と試験による検討

タイトル（英文）

Survey on current status of laboratory test method and experimental consideration for material containing bentonite

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背 景
放射性廃棄物処分では，施設の構成要素の一つとして膨潤性や低透水性を有するベントナイト系材料を用いることが検討されており，それらの特性は，基本的に室内試験で評価される。しかし，室内試験法には標準化されてないものやベントナイト系材料への適用性の検討が十分でないものがある。そのことが，室内試験結果のばらつきの原因やその結果を用いた設計の不確実性の増大を引き起こしている可能性があるため，ベントナイト系材料に対する標準的試験法の確立が望まれている。

目 的
ベントナイト系材料の既往の透水試験法、膨潤圧試験法に対して、文献調査及び室内試験を実施し，試験結果に及ぼす要因の抽出と影響程度の把握を行い，それらへの対応策の提案や課題の抽出を行う。

主な成果
1.透水性の評価（文献調査による検討）
文献調査の結果，透水性の評価には，定圧透水試験法と圧密試験法が主として行われていることがわかった。圧密試験法は，完全には排除出来ない影響要因として供試体の変形に伴う摩擦の影響があり，その影響要因のない定圧透水試験法に比べて試験結果の不確実性を増す場合があることがわかった．一方，定圧透水試験法では動水勾配や供試体寸法が試験結果に影響を及ぼしている例は見当たらなかったが，供試体の収縮が生じないよう透水圧を膨潤圧以下に設定することが必要である（表-1）。
2.膨潤圧の評価（文献調査と室内試験による検討）
文献調査と室内試験結果から膨潤圧試験結果に影響をおよぼす要因の検討をした結果，飽和度，初期含水比ならびに初期乾燥密度の不均一性による影響があるため，供試体作成時に留意する必要のあることがわかった．一方，試験装置の違いならびに供試体高さの違いは，乾燥密度が高い場合においては,試験結果に特に大きな影響を及ぼす場合もあるが（図-1、図-2），これらの原因の解明は今後の課題である。

なお,本報告は日本原子力研究開発機構と当所との共同研究成果の一部をとりまとめたものである。1),2)

今後の展開
膨潤圧試験結果のばらつきの要因の明確化とそれを踏まえた具体的な試験法の提案を目指して，検討を継続する。

概要 （英文）

In the joint study between CRIEPI and JAEA, in order to establish laboratory test method of bentonite, literature survey as well as laboratory tests were conducted to find factors affecting the results of laboratory tests for bentonite and to estimate their degree of influence. Countermeasures against the factors are also investigated in this joint study. This report showed hydraulic conductivity tests and swelling pressure tests those are important in the low-level radioactive waste disposal.
The following conclusions has obtained through this joint study.
1. Hydraulic conductivity
According to the results of literature survey, it is revealed that constant pressure permeability test and consolidation test are currently used for measuring hydraulic conductivity of bentonite and that (1)hydraulic gradient, (2)local seepage flow between lateral surface of the specimen and lateral wall of the container, (3)water pressure which is applied to the specimen, (4)degree of saturation and (5)size of the specimen possibly affect the results of the constant pressure permeability test, while (6)friction between lateral surface of the specimen and lateral wall of the container accompanied by deformation of the specimen, (7)consolidation pressure together with factors (8),(9) affect the results of the consolidation test.
As a result of investigation, it is concluded that it is currently desirable to use the constant pressure permeability test for compacted bentonite because there seems no major affecting factor which cannot be removed.
2. Swelling pressure
According to the literature survey, confined type testing apparatuses and apparatuses which are similar to the consolidation test apparatuses are used for measuring swelling pressure. Factors affecting results of swelling pressure tests are saturation of the specimen, size of the specimen and difference of apparatus. Saturation of the specimen set in confined type testing apparatus can be raised easily by one-dimensional infiltration of water through the specimen and by applying backpressure. It is revealed that size of the specimen affects the test results if effective clay density is larger than 1.6Mg/m3. Though swelling pressure measured by the confined type test apparatus is larger than that by apparatuses which are similar to the consolidation test apparatuses, further study is needed to clarify the cause of the difference.

報告者

キーワード