岩盤不連続面の水理-力学連成挙動の実験的,理論的研究.およびその成果の地下現場開発プロジェクトへの応用

岩石不连续性的水力-机械耦合行为的实验和理论研究将结果应用于地下油田开发项目。

• 批准号: 05F05795
• 负责人: 江崎 哲郎
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05795/
• 关键词: Rock joint; Numerical modeling; Experiments; Hydro-mechanical behavior; Scale effect; Theoretical modeling; micro-macro; in-situ; 岩盤不連続面; 数値解析; 実験; 水理学的-力学的挙動; 垂直荷重の載荷方式

放射性廃棄物の地層処分や各種エネルギーの地下貯蔵など深部地下の開発においては,安全性,経済性,環境上の配慮など厳しい設計条件が要求される.そのため岩盤の特性を支配する不連続面の力学・透水特性およびそれらのカップリング特性を適切かつ詳細に把握する必要がある.そこで,本研究では,垂直応力一定条件,垂直応力一定条件かつ,上下不連続面を平行に保持した条件.垂直剛性一定条件の3ケースのせん断-透水同時実験を行い,せん断に伴うせん断力の変化,さらには,せん断変形に伴う岩盤不連続面の透水性の変化などを実験的にとらえ,岩盤不連続面のせん断-透水同時特性について明かにした.さらに,レーザー変位計によって計測した上下不連続面凹凸の表面形状のデータを用いて,岩盤不連続面の状況を3次元的に再現し,地理情報システム(GIS)を用いた独自の力学モデル,透水モデルを構築し,不連続面内の間隙の分布から,力学・透水特性を再現できるシミュレーションモデルの構築を行った.その結果,せん断時のピーク強度,残留強度,ダイレタンシー特性を岩盤の基礎的なデータから再現することができた.また,せん断時の透水挙動については,せん断前は水が不連続面内を一様に流れること,その後,ピークせん断応力を示すせん断変位において,大きな蛇行したと透水経路が形成され,一旦,透水性が減少すること,そして,不連続面上下の凹凸の噛み合わせが外れる残留せん断応力の領域では,水が不連続面全体を流れ,特定のフローパスが形成され,単に間隙幅の大小だけで透水性を評価することが困難であることを明らかにした.

The design requirements for underground storage and deep underground development of radioactive wastes in stratigraphic disposal, safety, environmental and environmental considerations are set out. It is necessary to grasp the mechanical and water permeability characteristics of the discontinuous surface properly and in detail. In this study, the vertical force must be under certain conditions, the vertical force must be under certain conditions, and the upper and lower surfaces must be parallel to each other. The vertical rigidity is determined by the condition that the water permeability of the unconnected surface of the rock plate changes with the change of breaking force. In addition, the measurement of the surface shape of the upper and lower non-continuous surfaces is carried out by the use of the position meter, the three-dimensional reproduction of the condition of the non-continuous surface of the rock plate, the use of the geographical information system (GIS), the independent mechanical structure, the construction of the water permeability, the distribution of the gaps in the non-continuous surface, the reconstruction of the mechanical and water permeability characteristics. As a result, the strength of the rock plate at the time of interruption, the residual strength, the characteristics of the rock plate, and the basic reproduction of the rock plate. When the water permeability is interrupted, the water permeability is reduced. When the water permeability is reduced, the water permeability is reduced. When the water permeability is reduced, the water permeability is reduced. When the water permeability is reduced, the water permeability is reduced. The size of the gap is different from that of the water permeability.

项目成果

Numerical Examination of Flow Mechanism during Shear in a Rock Joint

岩石节理剪切过程中流动机制的数值研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the 11th ISRM Congress
• 作者: Yasuhiro MITANI;et. al.
• 通讯作者: et. al.

A new shear model accounting scale effect in rock joints behavior

考虑岩石节理行为尺度效应的新剪切模型

• 发表时间: 2008
• 期刊: Rock Mechanics and Rock Engineering Journal (in press)
• 作者: 高橋秀子・Kashem;M.A.他;Gulay Cetikakaya;Gulay Cetikakaya;Gulay Cetikakaya;VALLIER Frederic
• 通讯作者: VALLIER Frederic

垂直荷重の制御方式の違いによる不連続面のせん断-透水同時特性の変化に関する研究

竖向荷载控制方法差异引起的不连续表面同时剪切和透水特性变化研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 弟27回西日本岩盤工学シンポジウム論文集
• 作者: 下田 誠;三谷 泰浩;江崎 哲郎;池見 洋明;バリエ フレデリック
• 通讯作者: バリエ フレデリック

Influence of the elasticity of rock walls at large scale on the mechanical behavior of rock joints

大尺度岩壁弹性对岩石节理力学行为的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the 4th Asian Rock Mechanics Symposium, ISRM International Symposium(CD-ROM)
• 作者: Vallier Frederic;Marc Boulon;Yasuhiro Mitani;Tetsuro Esaki
• 通讯作者: Tetsuro Esaki