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

点击翻译按钮获取中文摘要

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.