| 研究概要 |
膨潤挙動のモデリングあるいはこれを考慮した岩盤の応力-浸透流解析は,膨潤性岩盤中に設ける構造物の設計・施工と安全性評価や廃棄物地層処分施設の安定で信頼性のある遮水システムへの応用を考える際に,非常に重要な役割を果す。そのため,実験によって膨潤性岩盤・土質材料の特性を把握し,膨潤に関するモデリング及び解析手法の開発を行なった。また,開発した膨潤力学モデルの感度分析を行い,モデルに含まれるパラメータについて,感度分析も行った。
さらに,自由膨潤試験から得られた膨潤異方性も考慮できるような膨潤面内等方性モデルを提案した。圧縮ベントナイトを対象とした一軸ひずみ条件における一定荷重膨潤試験と自由膨潤試験から得られた測定結果を検討するとともに,構成関係に含まれる材料定数の同定方法を明らかにした。また,有限解析による予測値と実験結果を比べ,構成モデルの妥当性や膨潤特性について検討を加えた。
廃棄物処分施設を地下に設けたとき,岩盤の中に天然に存在する割れ目を流れる浸透流の水力学的メカニズムを明らかにしなければならない。というのは廃棄物周囲の膨潤性粘土鉱物からなる1次バリアに問題があったときに,岩盤は天然の2次バリアとして,有害物質を吸収することが期待できるからである。それ故,岩盤内割れ目の浸透流モデルは,トータルとしての,地下廃棄物処分場の安全性を維持するためにも,評価するためにも欠かすことができない。本研究では地下深部で高い応力が作用しているときには岩盤割れ目は一部閉じた状態となっているはずであることを考慮して,地下浸透流について研究を行った。開いた割れ目に当てはまるであろう平行平板モデルとこれから導かれる流れの三乗則は当てはまらないはずである。理論的な考察を基にして,一部閉じた割れ目に当てはまる流れの非三乗則を提案した。
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