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本検討では、坑道の掘削順序の影響に関する解析的検討、及び昨年度の追加として幌延の岩石試験で得られたひずみ軟化データを反映した解析検討を実施した。掘削順序の影響に関する解析的検討では、2次元モデルによる検討の範囲であるが、ある程度離隔を持った坑道掘削を先行して行い、後ほど坑道間の坑道掘削を行う方法が望ましいこと、ただし使用する掘削機械や実施工レイアウトなどを参考に、より現実的かつ詳細な検討が必要であることを示した。またひずみ軟化データを反映した解析検討では、幌延の岩石試験で得られた実測データを参考にしたモデルを適用することで、より信頼性の高いEDZを示すことができた。さらに、既往の多連設坑道の設計手法に関する検討から、設計実務への適用を指向した設計手法の体系化(案)を作成した。, In this study, the first investigation is the order of the multi-tunnels excavation. The second is the strain-softening model for multi-tunnels which is based on test data at Horonobe site. As results of first investigation, we showed as 2 dimensional analyses that it was desirable to excavate the tunnel of the remote distance at first and excavate the tunnel between these tunnels next, and it is necessary for the examination that reflected a real plan, such as evacuation machine and actual multi tunnel layout. As the results of second investigation, we also showed the more reliable EDZ by using the strain-softening model that is based on test data at Horonobe site. Furthermore, we standardized the design method (draft) for the practical use by referring the past studies of multi tunnel design method., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2010-059

地層処分施設における多連設坑道設計の詳細化・実用化を図ることを目的として、数値解析に用いる構成則の影響に関する解析的検討、及び3次元モデルによる応力解放率に関する解析的検討を実施した。これらの解析的検討を通じて、多連設坑道の詳細設計時には、対象岩盤がひずみ軟化挙動を示すかどうかを確認し、解析に用いる構成則を適切に選定することが重要であること、及び2次元解析時において、坑道ごとに異なる応力解放率を設定する必要はなく、すべての坑道に対して同値の応力解放率を設定してよいことの2点を結論付けた。, In this study, the effect of constitutive models such as strain softening of rock masses for EDZ, and the stress relief ratio used for multi tunnels analysis were conducted. As the result, it is necessary to confirm mechanical behavior of in situ rock and it is important to choose suitable constitutive models, and it is possible for all tunnels in multi tunnels model to have same stress relief ratio., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2009-056

本検討では「FEM弾塑性解析手法の信頼性向上に関する検討」として、平成19年度に課題として挙げた「多連設坑道モデルでの適切な解析領域の設定」と「簡略化モデルにおけるピラー全幅が塑性化した場合のFEM弾塑性解析の留意点」について検討した。また、「坑道の安定性向上に関する検討」として「支保工及び補助工法による塑性領域抑制効果」についても検討した。その結果、FEM弾塑性解析における多連設坑道モデルの解析領域は、側方領域3Wsim5W(Wは坑道群幅)、底面領域は3Wsim4W程度が適切であることが判明した。ピラーで塑性領域が干渉し合うような場合には、ピラーに作用する荷重を適切に評価できないことが判明した。このため、ピラー全域が塑性化するようなことがないように坑道間隔を十分に取る必要があると考えられた。また、支保工効果については、支保工の設置時期,剛性により塑性領域抑制効果が異なることを確認した。ピラーの力学特性改良を目的とした補助工法は、塑性領域の抑制効果が大きいことを確認した。, "Study on configuration of analytical domain of the multi tunnels model" and "Remainders on an elasto-plastic FEM (Finite Element Method) analysis" in case of the full width of pillar become plastic on simplified model" are studied as "The study on the enhanced reliability of elasto-plastic FEM". In addition, "The effect of rock support and consolidation of the host rock to control the plastic region" was conducted as "The study on the mechanical stability of tunnels". As the results, it was seen that the analytical domain should be assigned 3-5W (W: width of multi tunnels) for a horizontal side from the endmost tunnel and 3-4W for below of the tunnels. It was found reasonable and proper on the elasto-plastic FEM analysis that the analysis domain must be large enough not to have plastic deformation in all analysis of domains under the condition in which the full width of pillar has plastic deformation. It was also found that the ground support suppresses the plasticity domain as the ground support effect. It was acknowledged that the auxiliary construction method by improvement of the ground has the suppression effect of the plasticity domain applying to the multi tunnels., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2009-016

本検討では、地層処分施設における多連設坑道の設計手法について、第2次取りまとめの考え方に基づき、さらに詳細化・実用化を図ることを目的とし、EDZの発生挙動に関する検討(2章),ピラーの安定性評価に関する検討(3章)を行った。2章では、一処分パネル規模の坑道群をモデル化した「多連設坑道モデル」を対象に解析的検討を実施し、EDZの発生挙動について検討した。解析モデルの違いによる影響を把握するため、第2次取りまとめの解析モデルを地表面まで考慮した「簡略化モデル」についても検討した。その結果、両モデルはEDZの発生挙動が大きく異なることから、EDZの発生挙動を正確に予測評価するには、多連設坑道モデルを用いて解析領域を十分に確保することが重要であると考える。3章では、「ピラー強度」と「ピラーに作用する荷重」の2つの観点から、類似構造物におけるピラーの安定性評価に関する考え方をもとに、地層処分施設におけるピラーの安定性評価方法について検討した。その結果、多連設坑道モデルによる数値解析を実施すれば、ピラー強度及びピラーに作用する荷重をともに適切に評価できることから、地層処分施設におけるピラーの安定性評価方法を提案した。, In this study, the following studies on the design method of multi-tunnels were performed. Study on the outbreak behavior of EDZ (Chapter 2) Study on the stability evaluation of the pillars (Chapter 3) In Chapter 2, analysis was carried out for "multi-tunnels model" that modeled the gallery group of a disposal panel scale. As a result, it is important to use multi-tunnels models for prediction evaluation of EDZ, because the outbreak behavior of EDZ was different from the model of the H12 report. In Chapter 3, a stability evaluation method of pillars was considered from two viewpoints of "pillar strength" and "pillar load" based on the similar structures. As a result, if numerical analysis by the multi-tunnels model was carried out, pillar strength and pillar load was estimated adequately. Therefore, a stability evaluation method of the pillars in a disposal institution was suggested., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2008-001

ニアフィールド岩盤の長期力学挙動予測評価手法の信頼性向上に関する検討として、おもに以下の2つの内容について検討を行った。(1)では、既存の山岳トンネルの計測データをもとに、ニアフィールド岩盤の長期健全性評価を行う際の初期期間を対象としたコンプライアンス可変型構成方程式の適用性を検証した。その結果、岩盤や支保工の物性の一部について仮定した部分があるものの、内空変位や支保工軸力に関する計算値は、計測値とおおむね一致し、コンプライアンス可変型構成方程式を用いた解析手法は、ニアフィールド岩盤の長期安定性評価のみならず、トンネル掘削時の挙動を表現することにも適用可能であることがわかった。(2)では、地山の時間依存性挙動に配慮して最適な支保パターンや変形余裕量を定量的に評価した修正設計手法が現状では見あたらない中、コンプライアンス可変型構成方程式を用いた情報化施工方法を提案した。この方法は、実際の処分場建設の際にも利用することができ、初期の段階で地山の挙動に応じた支保工に修正することで、閉鎖以降の千年,万年といった長期評価の信頼性を向上させることに大きく繋がると考える。, For the study on the long-term stability of near-field rock mass, the following studies were carried out in this report. (1) Inspection of applicability of a valuable-compliance-type constitutive equation that used the measurement data of the existing tunnel. (2) Suggestion of the informatization construction that used a valuable-compliance-type constitutive equation (1) FEM model was developed to estimate the time dependet behavior of rock mass surrounding tunnel. The calculated results such as tunnel convergence and the axial force exerted on tunnel support were compared with the measured results in-situ. It was found that the calculated results reasonably well coincided with the measured results. (2) The informatization construction that used a valuable-compliance-type constitutive equation was suggested. This method will be used for disposal ground construction. It will be led to improving reliability of long-term evaluation after closedown., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2007-003