2014 Fiscal Year Annual Research Report
高レベル核廃棄物地層処分に関わる自然バリアの長期安定性の定量的評価手法の確立
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24360191
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
張 鋒 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70303691)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 熱弾粘塑性構成式 / 三軸試験･クリープ試験 / THMA解析 / トンネルクリープ破壊 / モデル実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず、堆積軟岩の力学挙動に及ぼす温度･時間依存性の影響を調べるために、異なる温度、拘束圧、載荷経路の環境下での三軸圧縮･クリープ試験を系統的に実施し、その力学挙動を実験研究で正確に把握すると同時に、熱弾粘塑性構成式の提案に結びつく基礎データを蓄積した。
次に、堆積軟岩の主な力学特徴、特にひずみ軟化、時間依存性および温度効果を適切に評価する熱弾粘塑性構成式を開発した。この構成式は厳密な非平衡熱力学の諸定理を満足させるだけでなく、用いる材料パラメータも少なく、容易に室内試験で求められる。構成式の合理性が本研究で得られた要素試験データにより検証された。
さらに、今までの研究で開発してきたTHM連成境界値問題のFEM解析手法に、提案する熱弾粘塑性構成を取り入れ、温度・応力･水連成有限変形FEM解析手法（THMA）への高度化を図った。種々の境界条件、異なる温度環境下における水･空気･土粒子三相系の境界値問題への適応を検証した。自然バリアの長期安定性に関する新しいTHMA連成境界値問題の有限要素解析手法を提案した。
最後に、室内の平面ひずみ型モデル試験を実施し、ばらつきの少ない人工軟岩（珪藻土＋石膏＋水）をモデル地盤の材料とし、このモデル地盤内の空洞にあらかじめ埋められた熱源からの熱と水平・鉛直2方向のクリープ荷重を与えることにより、地盤内の温度･応力・変位場の経時変化を計測した。同様の条件で数値解析を行い、実験と解析で得られた結果を比較することにより、提案する解析手法の妥当性を検証した。地層処分の自然バリアである堆積軟岩で構成される岩盤の長期安定性の定量的な評価手法をほぼ確立することに成功していると言える。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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