報告書番号

N11037

タイトル（和文）

遠心力載荷装置を用いた高レベル放射性廃棄物処分場周辺の長期挙動評価（その3）－等温条件の模型試験に対する水・応力連成解析－

タイトル（英文）

Simulation of ultra long-term behavior in HLW near-field by centrifuge model test (Part3)- Hydro-mechanical coupled analysis for isothermal model test -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高レベル放射性廃棄物処分場のニアフィールドでは廃棄体の発熱，再冠水，ベントナイトの膨潤などの熱・水・応力連成現象が発生する．この現象は長期間におよび数値解析による評価が必要である．当所では，熱・水・応力連成のコードLOSTUFを開発し，原位置での実証試験で検証・高度化を進めてきた．しかし，実証試験では長期間のデータを取ることが難しいため，遠心力載荷装置の相似則を利用した時間短縮の模型実験による長期挙動を評価を開始した．本報告では，数値解析と模型実験の結果の比較により，数値解析コードの課題について検討した．まず，岩盤への水の浸透は試験と解析で良く一致する．水の浸透に伴う岩盤の変形は等圧境界を設定する試験では実際よりも過大になっている（ただし，処分孔内の挙動にはほとんど影響がない）．また，ベントナイトの膨潤圧，オーバーパックの上昇についても解析は実験結果を概ね再現するが，実験終了時の膨潤圧の低下傾向については再現できない．この原因として岩盤のクリープ特性が影響を与えている可能性があり，モデルに含めて検討する必要がある．

概要 （英文）

In a repository of high-level radioactive waste, long-term complex thermal, hydraulic and mechanical (THM) phenomena will take place, involving infiltration of ground water and swelling pressure in the buffer. The capability of modeling such coupled phenomena is of particular importance to the repository design and the safety assessment. CRIEPI has developed the THM coupling code LOSTUF for evaluating the long-term behavior around repository (called "near-field"). CRIEPI also started the centrifuge model tests that model long-term THM coupled behavior in near-field. In this report, HM coupled numerical simulation of near-field was conducted by LOSTUF and its results were compared to the experimental results from the centrifuge model tests. Following remarks were obtained from the comparison: (1) Water infiltration in rock mass in numerical simulation was in good agreement with experimental observation, (2) Constant stress boundary condition in centrifuge model tests may cause larger expansion of rock mass but boundary condition is not so important to the buffer behavior in a deposition hole, (3) Numerical simulation could broadly reproduce measured swelling pressure of bentonite and vertical displacement of overpack but could not catch the decreasing swelling pressure after 100 equivalent years. These results suggest the necessity to model the time-dependent characteristics of soft rock.

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