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JAEA-Research 2010-034
3.4.2 力学挙動に関する連成パラメータ
(1)緩衝材の弾性係数
弾性係数 E に関する連成モジュールとして、緩衝材に対しては次の 2 つの実験関数が用意され
ており、膨潤応力の発生等の力学変形に伴う物理的特性の変化や浸潤状況、化学的環境を力学モ
デルへ反映している。
① クニゲル V1 実験式 1(核燃料サイクル開発機構、1999a)
�MPa� E � a � bw
(3.4-14)
ここに、w は含水比、a、b は入力パラメータであり、例えば、乾燥密度 1.6Mg・m -3 のケイ
砂 30%混合クニゲル V1 の場合、a=58.74、b=-1.87 となる。
② クニゲル V1 実験式 2(日本原子力研究開発機構、2010)
E
E
50
50 _ ini
ただし、
�MPa� � f ( � ) � g(
NaCl)
� h(
� ) � i(
Ca)
(3.4-15)
em
f �)
� � � exp( � ��)
�1.
0
(3.4-16)
( 1
1
3
��1����exp���� � ���
g ( NaCl)
� NaCl �
(3.4-17)
�3
� � � �
�em 3 em
2
2
2
h � �
(3.4-18)
�4
�Ca��� ��
�1��Ca
�1.
0
i
� (3.4-19)
4
ここに、�:含水比(%)、NaCl は NaCl 濃度(mol・ℓ -1 )、�em は有効モンモリロナイト密度(Mg・
m -3 )、Ca は Ca 型化率を表す。なお、E50_ini は所定の乾燥密度、配合率の蒸留水で飽和させた供試
体の一軸圧縮強度試験に基づく弾性係数であり、乾燥密度 1.6Mg・m -3 、ベントナイト配合率 70%
の時の値は 25.8151MPa である。また、その際の各係数は�1 = 9.0、�2 = 18.750、�3 = 1.008、�4 = 0.0655、
�1 = -0.25、�2 = 0.50、�3 = 3.471、�4 = 1.836 である。
図 3.4-3 に式(3.4-15)を様々な環境条件で取得された実験値と比較した結果を示す。
300
a
)
P
�(M 250
W�
ｫ� 200
e�
含水比依存性data:( 高治・鈴木,1999)
有効モンモリロナイト密度依存性data:(棚井・菊池,2005)
NaCl依存性data:( 棚井・菊池,2005)
Ca型化率依存性data:( 棚井ほか,1998)
�� 150
��
ﾉ�
��
100
ﾖ�
ｱ� 50
ﾀ�
1
1
� 0
0 50 100 150 200 250 300
室内試験による弾性係数 (MPa)
図 3.4-3 弾性係数の比較
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