JAEA-Research-2010-034.pdf:16.23MB - JAEAの研究開発成果 ...

熱伝導率 λm (W/m・K)
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
実験値 解析条件値
Zone1
Zone2
Zone3
0 20 40 60 80 100
含水比 w %
JAEA-Research 2010-034
比熱 (ρCm) (J/g・K)
- 81 -
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
実験値 解析条件値
Zone1
Zone2
Zone3
図 5.1-1 熱特性の実験値と解析条件値の比較
0 20 40 60 80 100
含水比 w %
5.1.2 物理・力学特性
地上からの調査結果によると、初期応力については、鉛直応力は土被り圧(単位体積重量×深
度)を仮定している(太田ほか、2007)。また、HDB-6 孔、HDB-3 孔における水圧破砕法による
初期応力測定から、図 5.1-2 に示すように鉛直応力に対する水平方向の主応力比は 0.9~1.3 と報
告されている(藤田ほか、2007)。主応力比に関する顕著な深度依存性は確認されていないことか
ら、解析では主応力比として σh/σv=1.0 で一定と仮定した。
物理特性(乾燥密度、真密度、間隙率、含水比、飽和度)については HDB-6 孔において採取さ
れた岩石コアに対する室内試験結果が報告されている(山本ほか、2005)。乾燥密度、間隙率につ
いては 3 つの領域の近似直線に対して想定深度の値を設定し、飽和度については全領域完全飽和
を仮定した。また真密度、含水比については、設定した乾燥密度、間隙率を用いて算定した。表
5.1-2 に設定した物理特性を整理する。図 5.1-2 に室内試験結果に設定値を併せて示すが、真密度
を除いて室内試験結果と整合している。真密度については、設定値が室内試験結果に比べて若干
大きい値を示しているが、真密度の室内試験は人的誤差が生じやすいことに加えて、試験結果自
体、乾燥密度の分布に比べて真密度の値のバラツキが大きいことから、室内試験により得られた
乾燥密度の値を優先して設定することとした。なお、Zone1 と Zone2 の想定深度は中心位置とし、
Zone3 は深度 450m 位置とした。
力学特性としては、HDB-6 孔から採取された岩石コアに対する一軸圧縮試験により、弾性係数
とポアソン比が得られている(山本ほか、2005)。弾性係数については、外部変位計による算定値
とひずみゲージによる算定値の 2 種類示されている。外部変位計による値の方が若干大きい傾向
にあるが、外部変位計による計測値はベディングエラー等の試験時の影響を受けることが知られ
ていることから、ここではひずみゲージによる算定値を使用することとした。弾性係数は Zone1、
2 においては深度方向の依存性が概ね線形的に生じているものの、Zone3 では試験結果にバラツ
キが生じている。このことから、Zone1 と Zone2 については近似直線による想定深度の値を設定
し、Zone3 については、Zone3 における平均的な値を設定した。またポアソン比についても各領
域の平均的な値を採用した。表 5.1-2 に設定値を示す。
表 5.1-2 地質環境における物理・力学特性の設定値
代表
深度
乾燥密度 真密度 間隙率 含水比 飽和度
g・cm
弾性係数 ﾎﾟｱｿﾝ比
-3
g・cm -3 % % % MPa -
Zone1 0-275m 140m 0.968 2.438 60.29 62.27 100 3.41×10 2 0.16
Zone2 275-375m 325m 1.354 2.454 44.82 33.10 100 1.82×10 3 0.21
Zone3 375-700m 450m 1.523 2.481 38.62 25.35 100 1.71×10 3 領域
0.17