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放射性廃棄物地下処分に関わるバリア材の力学特性に及ぼす粘土鉱物の種類の影響

研究課題

研究課題/領域番号 16K21174
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 地球・資源システム工学
地盤工学
研究機関鳥取大学

研究代表者

河野 勝宣  鳥取大学, 工学研究科, 講師 (60640901)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード粘土鉱物 / ベントナイト / 変質 / 一軸圧縮強度 / 膨潤圧 / 透水係数 / 放射性廃棄物地層処分 / バリア材 / 放射性廃棄物地下処分 / 人工バリア材 / 膨潤・透水特性 / 鉱物組成
研究成果の概要

放射性廃棄物地下処分に関する研究は重要度が高いが,バリア材に含まれる粘土鉱物の種類や含有量,さらに,超長期供用による粘土鉱物の変質については十分な検討がなされていない.特に,複雑な地質環境を有する我が国にとって,「粘土鉱物」に着目することは非常に重要である.本研究は,粘土鉱物を含む岩質材料(天然バリアを想定)と,1種の粘土鉱物および変質鉱物を様々な割合で含むベントナイト系材料(人工バリアを想定)の力学特性に及ぼす粘土鉱物の種類の影響について実験的に検討した.特に粘土鉱物を含む岩質材料では一軸圧縮強度について,粘土鉱物およびベントナイト系材料では膨潤圧・透水特性について検討した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は,放射性廃棄物の人工・天然バリア材のより確実な長期安定性の実現,さらに,地下環境の状況に応じた粘土バリア材の適切な選定に貢献できると考える.一方,近年のエネルギー資源の多様化,地震・津波・火山噴火による地表での被害を考えると,力学的に安定した地下岩盤利用の可能性を広げることは必須である.様々な環境下での透水性や力学特性の把握により,地下環境の有効利用やエネルギー資源抽出・掘削の際の安定性評価,さらに,遮水壁,人工軟岩開発,地すべり面粘土に関する研究にも展開できると予想される.このように,資源工学および地盤工学分野で幅広い波及効果が期待される.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Application of the Transient Pulse Method to Measure Clay Permeability2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji KATO, Yoshitaka NARA, Yuki OKAZAKI, Masanori KOHNO, Toshinori SATO, Tsutomu SATO and Manabu TAKAHASHI
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 9 ページ: 1427-1432

    • DOI

      10.2320/matertrans.Z-M2018826

    • NAID

      130007439992

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of clay-mineral type and content on the hydraulic conductivity of bentonite-sand mixtures made of Kunigel bentonite from Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Masanori KOHNO, Yoshitaka NARA, Masaji KATO and Tsuyoshi NISHIMURA
    • 雑誌名

      Clay Minerals

      巻: 53 号: 4 ページ: 721-732

    • DOI

      10.1180/clm.2018.52

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 粘土の透水係数測定へのトランジェントパルス法の適用2018

    • 著者名/発表者名
      加藤昌治,奈良禎太,岡崎勇樹,河野勝宣,佐藤稔紀,佐藤 努,佐藤 学
    • 雑誌名

      材料

      巻: 67 号: 3 ページ: 318-323

    • DOI

      10.2472/jsms.67.318

    • NAID

      130006515961

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Permeability of granite including macro-fracture naturally filled with fine-grained minerals2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka NARA, Masaji KATO, Ryuhei NIRI, Masanori KOHNO, Toshinori SATO, Daisuke FUKUDA, Tsutomu SATO and Manabu TAKAHASHI
    • 雑誌名

      Pure and Applied Geophysics

      巻: 175 号: 3 ページ: 917-927

    • DOI

      10.1007/s00024-017-1704-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 粘土鉱物の種類の違いに着目した岩質材料の物性に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      河野勝宣,竹原裕太,西村 強
    • 雑誌名

      材料

      巻: 67 号: 3 ページ: 324-329

    • DOI

      10.2472/jsms.67.324

    • NAID

      130006515962

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 変質したベントナイト系材料の透水性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      大槻亮介,河野勝宣,西村 強
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会(公益社団法人 地盤工学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 土の透水係数に及ぼす粒径と動水勾配の影響に関する実験的検討2018

    • 著者名/発表者名
      河野勝宣,中迫優介,西村 強
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会(公益社団法人 地盤工学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ベントナイト系材料の膨潤圧および透水係数に及ぼす変質の影響2018

    • 著者名/発表者名
      大槻亮介,河野勝宣,西村 強
    • 学会等名
      第70回土木学会中国支部研究発表会(公益社団法人 土木学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘土鉱物を混合したベントナイト系材料の膨潤圧および透水係数2018

    • 著者名/発表者名
      河野勝宣,大槻亮介,西村 強
    • 学会等名
      第44回地盤工学セミナー報告会(公益社団法人 地盤工学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘土を懸濁した水が流れる環境下での巨視き裂を含む花崗岩の透水係数2018

    • 著者名/発表者名
      加藤昌治,奈良禎太,河野勝宣,佐藤 努,佐藤稔紀,高橋 学
    • 学会等名
      日本材料学会第67期学術講演会(公益社団法人 日本材料学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘土鉱物の種類・含有量の違いに着目した岩質材料 の物理・力学特性に関する実験的研究2017

    • 著者名/発表者名
      河野勝宣,竹原裕太,西村 強
    • 学会等名
      第14回岩の力学国内シンポジウム(一般社団法人 岩の力学連合会)
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ベントナイト系材料の透水係数に及ぼす粘土鉱物混合率の影響2017

    • 著者名/発表者名
      河野勝宣,角 浩一,奈良禎太,加藤昌治,西村 強
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会(公益社団法人 地盤工学会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of clay mineral type and content on swelling characteristic and permeability of bentonite-sand mixtures2017

    • 著者名/発表者名
      Masanori KOHNO, Yoshitaka NARA, Masaji KATO and Tsuyoshi NISHIMURA
    • 学会等名
      Clay Conference 2017 - The 7th International Conference on Clays in Natural and Engineered Barriers for Radioactive Waste Confinement
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘土鉱物の構造の違いに着目した岩質材料の一軸圧縮強度に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      竹原裕太,河野勝宣,西村 強
    • 学会等名
      公益社団法人土木学会平成29年度全国大会第72回年次学術講演会(公益社団法人 土木学会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘土鉱物の種類と含有量の違いに着目した地盤の力学特性2017

    • 著者名/発表者名
      河野勝宣
    • 学会等名
      第4回岩の力学に関する若手研究者会議(一般社団法人 岩の力学連合会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Physical and mechanical properties of artificial rock based on clay mineral content and type2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori KOHNO, Yuta TAKEHARA and Tsuyoshi NISHIMURA
    • 学会等名
      9th Asian Rock Mechanics Symposium (International Society for Rock Mechanics)
    • 発表場所
      The Stones Hotel - Bali (Bali, Indonesia)
    • 年月日
      2016-10-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘土鉱物を混合した石膏供試体の物理・力学特性に 関する実験的研究2016

    • 著者名/発表者名
      竹原裕太,河野勝宣,西村 強
    • 学会等名
      第51回地盤工学研究発表会(公益社団法人 地盤工学会)
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘土鉱物を混 合した石膏供試体の物理・力学特性に関する実験的研究2016

    • 著者名/発表者名
      竹原裕太,河野勝宣,西村 強
    • 学会等名
      平成28年度第68回土木学会中国支部研究発表会(公益社団法人 土木学会 中国支部)
    • 発表場所
      広島工業大学五日市キャンパス(広島県広島県)
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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