注水停止後の逸水に伴う地下き裂閉口特性を応用した地殻応力計測評価に関する研究

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本研究では、ボアホールと直交する横き裂が存在する場合を対象として、シャットイン後のき裂閉口挙動を解析し、シャットイン後のボアホール水圧降下曲線(シャットイン曲線)とき裂閉口挙動との関係を解明して、き裂閉口圧決定法を提案するとともに室内実験による検証を行った。この結果得られた知見をまとめると次のようになる。(1)ボアホールと直交し、かつ、ボアホール軸に対して軸対称な地殻圧縮応力を受ける横き裂を対象とし、シャットイン後のき裂閉口挙動を解析してシャットイン曲線を求め、それに及ぼす諸因子の影響について検討した。その結果、次のことがわかった。すなわち、ボアホール水圧の大きさがき裂面垂直方向の地殻圧縮応力の大きさに等しくなったとき、き裂全体が同時に閉じてしまう。また、シャットイン曲線の形状はき裂長さが変わってもほとんど変化しないが、逸水係数の影響は強く、逸水係数が大きくなるほどシャットイン曲線のこう配が大きくなる。また、逸水係数が同じでも、き裂閉口挙動の違いから、縦き裂の場合の方が横き裂の場合よりシャットイン曲線のこう配が全体的に大きくなる。(2)横き裂のシャットイン後の水圧降下には、シャットイン直後に起こるき裂進展が終了してからき裂が閉じるまでの段階およびき裂全体が閉じた以降の段階の各段階で、ボアホール水圧の時間変化率の逆数がボアホール水圧に比例するという特性がある。(3)上記の特性を利用すれば、き裂閉口圧を明確に決定できる。すなわち、シャットイン曲線をボアホール水圧の時間変化率の逆数とボアホール水圧との関係に整理し直し、それを二直線近似したときの二直線の好転を検出すれば、その交点のボアホール水圧として、き裂閉口圧が与えられる。