放射性廃棄物の地層処分・地下管理に関連した地下環境予測統合化ソフトウェアの開発

本年度(平成3年度)は本研究の最終年度であったので、東京大学の山冨、秋田大学の秋林・山口・佐々木を中心にして、地下環境予測ソフトウェアの完成を目指し、精力的な研究が行われた。1.山冨は、秋田大学の山下、東京大学の茂木と協力し、弾-粘塑性有限要素法(FEM)解析プログラムの完成を目指した。岩石の持つ非線形な時間依存性を表現する力学モデルを提案し、非線形なクリ-プ変形・クリ-プ破壊・強度のひずみ速度依存性を統一的に表現し得ることを示した。そして、この非線形な時間依存性を取り込んだFEMプログラムの開発を行った。岩石の力学モデルを構成するスライダ-にひずみ軟化性を持たせることにより、クリ-プ破壊・強度のひずみ速度依存性といった現象が表現可能となるが、ひずみ軟化過程に入っても、安定なしかも精度の高いFEM解析を行うために、予測子-修正子法をアルゴリズムに取り入れ、成功した。2.秋林は山口と協力し、割れ目を含んだ岩盤中の地下水流れをシミュレ-トするプログラムの開発を行った。地下の岩盤=貯留層には多くの天然の割れ目が含まれ、しかもこれらが複雑に交差しネットワ-クを形成している。これらの割れ目が貯留層内の流れを支配しているが、流体が高温水である場合について、岩盤のマトリックス部分への熱伝導解析を行い、割れ目を含んだ岩盤内での高温水により引き起こされる熱移動を明らかにした。3.佐々木は宮腰と協力し、FEMによる非定常熱伝導解析と熱応力解析プログラムを開発した。岩盤中の任意の熱源からの熱移動を時間を追って計算を進め、温度分布の変化から岩盤中に発生する熱応力を求めるものである。また、温度・湿度・風量の連成した通気網解析プログラムの改良も行った。

本年度(平成3年度)は本研究の最終年度であったので、東京大学の山冨、秋田大学の秋林・山口・佐々木を中心にして、地下環境予測ソフトウェアの完成を目指し、精力的な研究が行われた。1.山冨は、秋田大学の山下、東京大学の茂木と協力し、弾-粘塑性有限要素法(FEM)解析プログラムの完成を目指した。岩石の持つ非線形な時間依存性を表現する力学モデルを提案し、非線形なクリ-プ変形・クリ-プ破壊・強度のひずみ速度依存性を統一的に表現し得ることを示した。そして、この非線形な時間依存性を取り込んだFEMプログラムの開発を行った。岩石の力学モデルを構成するスライダ-にひずみ軟化性を持たせることにより、クリ-プ破壊・強度のひずみ速度依存性といった現象が表現可能となるが、ひずみ軟化過程に入っても、安定なしかも精度の高いFEM解析を行うために、予測子-修正子法をアルゴリズムに取り入れ、成功した。2.秋林は山口と協力し、割れ目を含んだ岩盤中の地下水流れをシミュレ-トするプログラムの開発を行った。地下の岩盤=貯留層には多くの天然の割れ目が含まれ、しかもこれらが複雑に交差しネットワ-クを形成している。これらの割れ目が貯留層内の流れを支配しているが、流体が高温水である場合について、岩盤のマトリックス部分への熱伝導解析を行い、割れ目を含んだ岩盤内での高温水により引き起こされる熱移動を明らかにした。3.佐々木は宮腰と協力し、FEMによる非定常熱伝導解析と熱応力解析プログラムを開発した。岩盤中の任意の熱源からの熱移動を時間を追って計算を進め、温度分布の変化から岩盤中に発生する熱応力を求めるものである。また、温度・湿度・風量の連成した通気網解析プログラムの改良も行った。