jaea- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるtakeo tanno, toshinori sato,...

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JAEA-Research JAEA-Research 2012-002 March 2012 Japan Atomic Energy Agency 日本原子力研究開発機構 丹野 剛男 佐藤 稔紀 真田 祐幸 引間 亮一 松井 裕哉 多田 浩幸 郷家 光男 熊坂 博夫 石井 卓 Takeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo KUMASAKA and Takashi ISHII 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによる 等価連続体モデル化手法に関する研究 Study on Equivalent Continuum Modeling with Crack Tensor on Crystalline Rock Tono Geoscientific Research Unit Geological Isolation Research and Development Directorate 地層処分研究開発部門 東濃地科学研究ユニット

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Page 1: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

JAEA

-Research

JAEA-Research

2012-002

March 2012

Japan Atomic Energy Agency 日本原子力研究開発機構

丹野 剛男 佐藤 稔紀 真田 祐幸 引間 亮一松井 裕哉 多田 浩幸 郷家 光男 熊坂 博夫石井 卓

Takeo TANNO Toshinori SATO Hiroyuki SANADA Ryoichi HIKIMAHiroya MATSUI Hiroyuki TADA Mitsuo GOHKE Hiroo KUMASAKAand Takashi ISHII

結晶質岩を対象としたクラックテンソルによる等価連続体モデル化手法に関する研究

Study on Equivalent Continuum Modeling with Crack Tensor on Crystalline Rock

Tono Geoscientific Research UnitGeological Isolation Research and Development Directorate

地層処分研究開発部門東濃地科学研究ユニット

i

JAEA-Research 2012-002

結晶質岩を対象としたクラックテンソルによる等価連続体モデル化手法に関する研究

日本原子力研究開発機構 地層処分研究開発部門 東濃地科学研究ユニット 丹野 剛男佐藤 稔紀真田 祐幸引間 亮一松井 裕哉多田 浩幸

郷家 光男熊坂 博夫石井 卓

(2012 年 1 月 6 日受理)

日本原子力研究開発機構では超深地層研究所計画(以下MIU 計画)の岩盤力学研究の一環

として結晶質岩を対象とし坑道の掘削に伴って周辺岩盤中に生じる掘削影響の評価を地上か

らの調査段階で実施する方法の構築を課題の一つとして設定しているこの課題を達成するため

に岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所において割れ目の力学特性やその幾何学的分布が岩盤

の変形に支配的な影響を及ぼす結晶質岩についてクラックテンソルモデル(等価連続体モデル

の一つ)による研究を進めているあわせてクラックテンソルによる相対誤差に基づいた REV

(Representative Elementary Volume代表要素体積寸法効果を定量的に表現する指標であり

不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈する際の最小体積の意味)の検討を実施し第 3

段階における試験計画の策定やモデル化の際の要素の大きさの設定に REV の検討結果を適用す

ることを試みている 2010年度はクラックテンソルモデルに基づきREVの検討を実施したREVの検討は今後

MIU計画の第3段階において実施される施工対策影響試験に関して調査位置範囲試験のサ

ンプル数を決定する際の情報やモデル化における要素の大きさを決定する際の情報として利用

されるまたクラックテンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係を調査し設計時に設

定した岩盤等級に基づく物性分布評価の妥当性を検討した

2010 年度の研究では以下のような成果が得られた

①水平坑道では岩盤等級とクラックテンソルのトレースに負の相関が認められたこれは

岩盤等級とクラックテンソル理論に基づき算出された岩盤の等価剛性とが関連付けられる

可能性を示唆し岩盤等級に基づく物性分布評価の理論的な根拠となり得ることを示すこと

ができた

②REV の検討の結果瑞浪超深地層研究所では換気立坑よりも割れ目の密度が大きい水平

坑道の方が基準領域の値への収束が速かった小田らの数値実験1)では収束の速さは割れ目

の密度に依存すると結論付けておりこの結果は小田らの数値実験 1)を支持していると考え

られる

③曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案した

本研究で提案した算出方法に基づき割れ目のトレース長を算出することにより原位置のデ

ータを直接解析に反映することが可能となり従来の研究よりも精度の高いクラックテンソ

ルモデルに基づく岩盤の等価剛性の評価が可能になると考えられる

東濃地科学センター(駐在)509-6132 岐阜県瑞浪市明世町山野内 1-64 技術開発協力員 清水建設株式会社

ii

JAEA-Research 2012-002

Study on Equivalent Continuum Modeling with Crack Tensor on Crystalline Rock

Takeo TANNO Toshinori SATO Hiroyuki SANADA

Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI Hiroyuki TADA Mitsuo GOHKE Hiroo KUMASAKA and Takashi ISHII

Tono Geoscientific Research Unit

Geological Isolation Research and Development Directorate Japan Atomic Energy Agency

Akiyo-cho Mizunami-shi Gifu-ken

(Received January 6 2012)

The Crack tensor model which is a kind of equivalent continuum model has been studied in rock mechanical investigation in the MIU The fractured rock mass is modeled as the elastic continuum model with the crack tensor

In this study crack tensor based on the geological observation in the MIU project was calculated and REV (Representative Elementary Volume) in the shafts and research galleries was studied based on the relative error of the crack tensor The correlation between the crack density the trace length of crack and the trace of crack tensor and the rock mass classification was also studied

The results are as follows 1) The correlation between the trace of the crack tensor and the rock mass classification

was negative at the research gallery 2) Some observance zones were set in the ventilation shaft and the research gallery and

the convergence of the relative error in the each observance zone was studied based on the crack tensor The convergence of the relative error was faster in the research gallery than in the ventilation shaft

3) The method of calculation of the trace length of the crack on curved wall was proposed The further studies based on the crack tensor model will be more accurate than the past studies by the proposed method

Keywords Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) Project Crack Tensor Model

Equivalent Continuum Model Rock Mass Classification

Collaborating Engineer SHIMIZU Corporation

JAEA-Research 2012-002

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目 次

1 はじめに 1

2 実施内容 4

3 クラックテンソルの概要 5 31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味 5

32 クラックテンソルの算出方法 6

321 割れ目の形状が明瞭な場合 6

322 割れ目の形状が不明瞭な場合 7

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要 9 41 割れ目のトレース長の概要 9

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法 9

421 接平面への割れ目の投影 9

422 割れ目のトレース長の算出方法 10

423 割れ目の単位法線ベクトル 10

43 クラックテンソルの算出手順 11

5 算出対象領域の概要 13 51 算出対象領域 13

52 壁面観察図 13

521 換気立坑 13

522 水平坑道 17

6 クラックテンソルの算出結果 23 61 割れ目の方向分布 23

62 クラックテンソルの算出 24

621 換気立坑 24

622 水平坑道 41

63 算出結果のまとめ 57

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果 57

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果 59

64 考察 61

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察 61

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察 61

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討 62 71 REV の概要 62

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差 63

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法 64

74 算出対象および区間長の設定 64

75 算出結果 66

76 モデル化のための条件設定の検討 75

761 相対誤差に基づく検討 75

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討 79

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討 83

8 本研究のまとめ 84 参考文献 86

JAEA-Research 2012-002

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CONTENTS

1 Introduction 1

2 Outline of studies 4

3 Overview of crack tensor 5 31 Stress-Strain relation based on crack tensor model 5

32 Calculation method of crack tensor 6

321 In case that shape of crack is sharply-defined 6

322 In case that shape of crack is not sharply-defined 7

4 Calculation method of crack tensor in this sudy 9 41 Overview of trace length of crack 9

42 Calculation method of trace length of crack on curved wall 9

421 Projection of crack to tangent plane 9

422 Calculation method of trace length of crack 10

423 A normal unit vector of crack 10

43 Calculation method of crack tensor 11

5 Overview of observance area 13 51 Observance area 13

52 Geological investigation results 13

521 Ventilation shaft 13

522 Research gallery 17

6 Results of calculation for crack tensor 23 61 Direction distribution of cracks 23

62 Calculation for crack tensor 24

621 Ventilation shaft 24

622 Research gallery 41

63 Summary of calculation of crack tensor 57

631 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 57

632 Calculation results every rock mass classification value 59

64 Consideration 61

641 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 61

642 Calculation results every rock mass classification value 61

7 Study to set modeling conditions at MIU 62 71 Overview of REV 62

72 Error tensoru and relative error of crack tensor 63

73 Calculation method of equivalent stiffness of rock mass 64

74 Observation area and interval length 64

75 Result of calculation 66

76 Study to set modeling conditions 75

761 Study on relative error of crack tensor 75

762 Study on equivalent stiffness of rock mass 79

763 Study on modeling conditions based on REV 83

8 Summary 84

Reference 86

JAEA-Research 2012-002

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図目次

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図 1

図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図 2

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要 4

図 311 クラックテンソルモデルの概要 5

図 421 割れ目の投影のイメージ 9

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影 10

図 431 スキャンラインの位置 11

図 432 クラックテンソルの算出手順 12

図 521 換気立坑の掘削断面 13

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m) 14

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m) 15

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m) 16

図 525 水平坑道の掘削断面 17

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果 18

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果 19

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果 20

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目) 21

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分) 22

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑) 23

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道) 24

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m) 25

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m) 26

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ) 41

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ) 42

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果 58

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係 60

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念 62

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示 63

図 741 換気立坑における区間設定 65

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定 65

図 761 区間長と相対誤差との関係 78

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係 82

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表目次

表 621 (1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~2502m) 28

表 621 (2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2502m~3002m) 29

表 621 (3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3002m~3502m) 30

表 621 (4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4002m) 31

表 621 (5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 4002m~4598m) 32

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑) 33

表 623 4 階のクラックテンソル(換気立坑) 34

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m) 35

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m) 36

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 37

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 37

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 38

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 38

表 626 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 39

表 626 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 39

表 626 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 40

表 626 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 40

表 627 (1)割れ目の幾何学特性(200m 予備ステージ) 44

表 627 (2)割れ目の幾何学特性(300m 予備ステージ) 45

表 627 (3)割れ目の幾何学特性(400m 予備ステージ) 46

表 627 (4)割れ目の幾何学特性(深度 300m 研究アクセス坑道) 47

表 628 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 629 クラックテンソルのトレースと 4 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 49

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 50

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 51

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

51 表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

52 表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 52

表 6212 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 53

表 6212 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

54 表 6212 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

55 表 6212 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 56

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向) 67

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向) 68

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向) 69

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向) 70

JAEA-Research 2012-002

vii

表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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JAEA-Research 2012-002

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

JAEA-Research 2012-002

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

JAEA-Research 2012-002

- 3 -

割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

JAEA-Research 2012-002

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

JAEA-Research 2012-002

- 6 -

個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

JAEA-Research 2012-002

- 7 -

ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

JAEA-Research 2012-002

- 8 -

であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

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- 9 -

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

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- 10 -

422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

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- 11 -

壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

- 12 -

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43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

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- 13 -

5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

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- 14 -

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 16 -

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

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- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 19 -

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 20 -

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

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- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

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- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

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- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

JAEA-Research 2012-002

- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

- 62 -

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

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- 63 -

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

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73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

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図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

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75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

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表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

JAEA-Research 2012-002

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表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

4002~ 4598 596 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309 0257 3173 4651 9897 5907

2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

3502~ 4598 1096 5737 -2075 0909 4096 -1017 1574 0406 2987 3744 8566 5099

2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

0648

22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

8808

-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

6193

-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

97719

-0593

0464

6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

96

3477

0430

0142

5773

0771

1265

0252

45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

3565

0524

0987

6783

0497

2367

0269

40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

1915

-0282

0138

3006

-0111

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0571

76

91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

2858

-0414

0368

5574

0423

2875

0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

91

3365

0550

0866

5773

1173

2368

0301

43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

+180

4745

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0370

0126

5770

-0312

2145

0322

24

20

29

28

66

97

40

15

No1

+380

No6

+140

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-0062

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0191

27

17

27

12

66

34

40

21

No2

+300

No7

+160

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0254

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6532

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2078

0106

30

62

26

69

67

43

41

58

No3

+320

No8

+100

478

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0135

0333

5816

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1624

0080

35

56

29

50

79

88

48

31

No4

+280

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+140

486

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-0079

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0320

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0178

41

55

30

51

76

47

49

51

No5

+180

No10

+050

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5495

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1834

0257

47

72

31

56

75

85

51

71

No0

+435

No8

+100

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0253

5786

-0002

1830

0084

30

68

29

70

74

45

44

94

No1

+380

No9

+140

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-0017

0357

5990

0057

2041

0056

33

59

28

89

69

65

44

04

No2

+300

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+050

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36

60

28

94

69

69

45

08

No0

+435

No10

+050

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5802

0191

2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

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-0842

5361

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2243

0800

17

57

32

90

60

70

37

06

No1

+380

No2

+300

92

4978

0235

-0123

3667

-0383

2032

0341

35

92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

+320

102

7333

-1197

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9234

-0993

3641

0505

23

85

20

41

43

49

29

25

No3

+320

No4

+280

96

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-0018

5696

-0542

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26

21

28

91

57

47

37

53

No4

+280

No5

+180

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28

55

28

53

66

82

41

30

No5

+180

No6

+140

96

4731

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0074

7879

0869

1850

0232

33

80

23

11

68

95

41

95

No6

+140

No7

+160

102

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0296

46

96

28

37

58

61

44

65

No7

+160

No8

+100

94

4019

-0748

0009

6381

-0222

1622

0244

38

74

27

12

74

86

46

91

No8

+100

No9

+140

104

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0435

65

06

38

71

69

96

57

91

No9

+140

No10

+050

91

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31

11

20

81

42

70

31

54

No0

+435

No5

+180

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24

78

28

25

56

67

36

57

No1

+380

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+140

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0100

6502

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28

20

26

65

58

81

37

89

No2

+300

No7

+160

486

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7058

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0080

29

89

24

75

56

47

37

03

No3

+320

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+100

478

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26

70

63

81

41

32

No4

+280

No9

+140

486

3868

-0116

0301

6100

0334

2159

0184

40

05

28

43

66

10

44

86

No5

+180

No10

+050

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0040

0471

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2421

0206

40

75

26

49

59

88

42

38

No0

+435

No8

+100

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-0023

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0077

29

10

26

91

59

61

38

54

No1

+380

No9

+140

776

4841

-0090

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0020

2402

0077

33

99

27

86

60

78

40

88

No2

+300

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+050

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76

25

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57

23

38

91

No0

+435

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+050

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2524

-

31

37

26

95

57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

9194

2802

-0969

5086

-0081

1703

0842

20

88

33

19

80

11

44

73

No1

+380

No2

+300

92

6361

0254

0224

5182

-0469

2535

0292

28

10

31

81

58

36

39

42

No2

+300

No3

+320

102

5800

-0994

0653

8185

-1060

2897

0515

29

77

23

28

54

28

35

78

No3

+320

No4

+280

96

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0018

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-0050

2101

0219

29

25

30

49

66

47

42

07

No4

+280

No5

+180

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2044

0203

29

41

29

81

68

06

42

43

No5

+180

No6

+140

96

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42

29

29

60

89

32

53

74

No6

+140

No7

+160

102

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76

04

44

82

98

15

73

00

No7

+160

No8

+100

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46

47

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98

38

58

77

No8

+100

No9

+140

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70

64

42

19

73

81

62

21

No9

+140

No10

+050

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43

25

28

83

59

42

43

83

No0

+435

No5

+180

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27

21

29

07

63

61

39

96

No1

+380

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+140

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65

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41

71

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No3

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+100

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0096

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79

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62

No4

+280

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+140

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48

33

34

22

81

53

54

69

No5

+180

No10

+050

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2802

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0244

52

44

33

85

78

62

54

97

No0

+435

No8

+100

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49

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+380

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2004

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38

81

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98

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92

46

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41

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94

47

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No0

+435

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+050

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0352

5635

0143

2049

-

36

83

30

60

69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

7507

1606

-0695

4221

-0013

1348

0536

26

20

41

33

97

84

55

12

No1

+380

No2

+300

92

9203

0243

0178

8685

-0480

2931

0719

19

77

20

36

50

85

30

32

No2

+300

No3

+320

102

3766

-0619

0352

5749

-0536

1893

0228

44

87

33

06

79

55

52

49

No3

+320

No4

+280

96

7750

0792

0022

6035

-0156

2029

0423

23

55

28

07

68

34

39

99

No4

+280

No5

+180

96839

-0572

0450

5829

0019

2049

0310

25

42

27

62

67

22

40

09

No5

+180

No6

+140

96

3538

0351

0163

5633

0762

1246

0211

44

93

31

80

95

75

57

49

No6

+140

No7

+160

102

2422

0444

0675

5017

0393

1862

0325

56

71

34

00

75

30

55

34

No7

+160

No8

+100

94

2574

-0363

0222

4120

-0196

0766

0399

59

20

41

36

130

39

76

98

No8

+100

No9

+140

104

2654

-0277

0403

5263

0494

2723

0306

55

00

33

54

61

25

49

93

No9

+140

No10

+050

91

3219

0341

0778

5098

0944

2142

0269

46

33

32

52

66

43

48

43

No0

+435

No5

+180

4745

6869

0199

0097

6178

-0254

2074

0301

26

38

28

33

69

07

41

26

No1

+380

No6

+140

476

5979

0007

0251

6487

-0018

2010

0196

29

17

27

17

69

72

42

02

No2

+300

No7

+160

486

4576

0080

0352

5686

0136

1804

0032

36

45

30

72

76

47

47

88

No3

+320

No8

+100

478

4340

0116

0327

5405

0197

1558

0084

37

86

31

63

82

97

50

82

No4

+280

No9

+140

486

3438

-0059

0377

5173

0300

1691

0189

45

41

33

26

81

13

53

27

No5

+180

No10

+050

487

2914

0094

0448

5060

0471

1731

0257

51

32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

- 80 -

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

JAEA-Research 2012-002

- 81 -

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

JAEA-Research 2012-002

- 82 -

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

JAEA-Research 2012-002

- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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についてrdquo埼玉大学工学部建設系研究報告第 17 巻(1987) 2) 糸魚川淳二 ldquo瑞浪地域の地質rdquo 瑞浪市化石博物館専報No1 pp1-50 (1980)

3) 郷家光男堀田政國若林成樹中谷篤史ldquoクラックテンソル仮想割れ目モデルによる瑞浪

超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo サイクル機構技術資料(契約業務報告書 清水建

設株式会社)JNC-TJ7400 2005-058(2004)

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れ目モデルによる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo JAEA-Research 2007-081

(2007)

5) 松井裕哉丹野剛男平野享郷家光男熊坂博夫多田浩幸石井卓ldquoクラックテンソルに

よる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析(2009 年度)rdquo日本原子力研究開発

機構JAEA-Research 2010-043(2010)

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水野 崇 丹野剛男 平野享 竹内真司 尾方伸久 濱克 宏 池田幸喜 山本 勝 弥富洋介 島田

顕臣 松井裕哉 伊藤洋昭 杉原弘造ldquo超深地層研究所計画 年度報告書(2009 年度)rdquo

JAEA-Review 2011-007(2011)

8) M Oda ldquoAn experimental study of the elasticity of mylonite rock with random cracksrdquo

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9) M Oda ldquoA method for evaluating the representative elementary volume based on joint

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10) 森孝之森川誠司田部井和人岩野圭太ldquo研究坑道掘削に伴う坑道周辺岩盤への力学的影

響評価解析rdquoサイクル機構技術資料(契約業務報告書 鹿島建設株式会社)JNC-TJ7400

2002-007(2002) 11) 大津宏康西山哲土山富広中井亮太朗澤田淳山田直之坂本和彦内田雅大ldquo我が

国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

この印刷物は再生紙を使用しています

Page 2: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

i

JAEA-Research 2012-002

結晶質岩を対象としたクラックテンソルによる等価連続体モデル化手法に関する研究

日本原子力研究開発機構 地層処分研究開発部門 東濃地科学研究ユニット 丹野 剛男佐藤 稔紀真田 祐幸引間 亮一松井 裕哉多田 浩幸

郷家 光男熊坂 博夫石井 卓

(2012 年 1 月 6 日受理)

日本原子力研究開発機構では超深地層研究所計画(以下MIU 計画)の岩盤力学研究の一環

として結晶質岩を対象とし坑道の掘削に伴って周辺岩盤中に生じる掘削影響の評価を地上か

らの調査段階で実施する方法の構築を課題の一つとして設定しているこの課題を達成するため

に岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所において割れ目の力学特性やその幾何学的分布が岩盤

の変形に支配的な影響を及ぼす結晶質岩についてクラックテンソルモデル(等価連続体モデル

の一つ)による研究を進めているあわせてクラックテンソルによる相対誤差に基づいた REV

(Representative Elementary Volume代表要素体積寸法効果を定量的に表現する指標であり

不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈する際の最小体積の意味)の検討を実施し第 3

段階における試験計画の策定やモデル化の際の要素の大きさの設定に REV の検討結果を適用す

ることを試みている 2010年度はクラックテンソルモデルに基づきREVの検討を実施したREVの検討は今後

MIU計画の第3段階において実施される施工対策影響試験に関して調査位置範囲試験のサ

ンプル数を決定する際の情報やモデル化における要素の大きさを決定する際の情報として利用

されるまたクラックテンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係を調査し設計時に設

定した岩盤等級に基づく物性分布評価の妥当性を検討した

2010 年度の研究では以下のような成果が得られた

①水平坑道では岩盤等級とクラックテンソルのトレースに負の相関が認められたこれは

岩盤等級とクラックテンソル理論に基づき算出された岩盤の等価剛性とが関連付けられる

可能性を示唆し岩盤等級に基づく物性分布評価の理論的な根拠となり得ることを示すこと

ができた

②REV の検討の結果瑞浪超深地層研究所では換気立坑よりも割れ目の密度が大きい水平

坑道の方が基準領域の値への収束が速かった小田らの数値実験1)では収束の速さは割れ目

の密度に依存すると結論付けておりこの結果は小田らの数値実験 1)を支持していると考え

られる

③曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案した

本研究で提案した算出方法に基づき割れ目のトレース長を算出することにより原位置のデ

ータを直接解析に反映することが可能となり従来の研究よりも精度の高いクラックテンソ

ルモデルに基づく岩盤の等価剛性の評価が可能になると考えられる

東濃地科学センター(駐在)509-6132 岐阜県瑞浪市明世町山野内 1-64 技術開発協力員 清水建設株式会社

ii

JAEA-Research 2012-002

Study on Equivalent Continuum Modeling with Crack Tensor on Crystalline Rock

Takeo TANNO Toshinori SATO Hiroyuki SANADA

Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI Hiroyuki TADA Mitsuo GOHKE Hiroo KUMASAKA and Takashi ISHII

Tono Geoscientific Research Unit

Geological Isolation Research and Development Directorate Japan Atomic Energy Agency

Akiyo-cho Mizunami-shi Gifu-ken

(Received January 6 2012)

The Crack tensor model which is a kind of equivalent continuum model has been studied in rock mechanical investigation in the MIU The fractured rock mass is modeled as the elastic continuum model with the crack tensor

In this study crack tensor based on the geological observation in the MIU project was calculated and REV (Representative Elementary Volume) in the shafts and research galleries was studied based on the relative error of the crack tensor The correlation between the crack density the trace length of crack and the trace of crack tensor and the rock mass classification was also studied

The results are as follows 1) The correlation between the trace of the crack tensor and the rock mass classification

was negative at the research gallery 2) Some observance zones were set in the ventilation shaft and the research gallery and

the convergence of the relative error in the each observance zone was studied based on the crack tensor The convergence of the relative error was faster in the research gallery than in the ventilation shaft

3) The method of calculation of the trace length of the crack on curved wall was proposed The further studies based on the crack tensor model will be more accurate than the past studies by the proposed method

Keywords Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) Project Crack Tensor Model

Equivalent Continuum Model Rock Mass Classification

Collaborating Engineer SHIMIZU Corporation

JAEA-Research 2012-002

iii

目 次

1 はじめに 1

2 実施内容 4

3 クラックテンソルの概要 5 31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味 5

32 クラックテンソルの算出方法 6

321 割れ目の形状が明瞭な場合 6

322 割れ目の形状が不明瞭な場合 7

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要 9 41 割れ目のトレース長の概要 9

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法 9

421 接平面への割れ目の投影 9

422 割れ目のトレース長の算出方法 10

423 割れ目の単位法線ベクトル 10

43 クラックテンソルの算出手順 11

5 算出対象領域の概要 13 51 算出対象領域 13

52 壁面観察図 13

521 換気立坑 13

522 水平坑道 17

6 クラックテンソルの算出結果 23 61 割れ目の方向分布 23

62 クラックテンソルの算出 24

621 換気立坑 24

622 水平坑道 41

63 算出結果のまとめ 57

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果 57

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果 59

64 考察 61

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察 61

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察 61

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討 62 71 REV の概要 62

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差 63

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法 64

74 算出対象および区間長の設定 64

75 算出結果 66

76 モデル化のための条件設定の検討 75

761 相対誤差に基づく検討 75

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討 79

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討 83

8 本研究のまとめ 84 参考文献 86

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iv

CONTENTS

1 Introduction 1

2 Outline of studies 4

3 Overview of crack tensor 5 31 Stress-Strain relation based on crack tensor model 5

32 Calculation method of crack tensor 6

321 In case that shape of crack is sharply-defined 6

322 In case that shape of crack is not sharply-defined 7

4 Calculation method of crack tensor in this sudy 9 41 Overview of trace length of crack 9

42 Calculation method of trace length of crack on curved wall 9

421 Projection of crack to tangent plane 9

422 Calculation method of trace length of crack 10

423 A normal unit vector of crack 10

43 Calculation method of crack tensor 11

5 Overview of observance area 13 51 Observance area 13

52 Geological investigation results 13

521 Ventilation shaft 13

522 Research gallery 17

6 Results of calculation for crack tensor 23 61 Direction distribution of cracks 23

62 Calculation for crack tensor 24

621 Ventilation shaft 24

622 Research gallery 41

63 Summary of calculation of crack tensor 57

631 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 57

632 Calculation results every rock mass classification value 59

64 Consideration 61

641 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 61

642 Calculation results every rock mass classification value 61

7 Study to set modeling conditions at MIU 62 71 Overview of REV 62

72 Error tensoru and relative error of crack tensor 63

73 Calculation method of equivalent stiffness of rock mass 64

74 Observation area and interval length 64

75 Result of calculation 66

76 Study to set modeling conditions 75

761 Study on relative error of crack tensor 75

762 Study on equivalent stiffness of rock mass 79

763 Study on modeling conditions based on REV 83

8 Summary 84

Reference 86

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v

図目次

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図 1

図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図 2

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要 4

図 311 クラックテンソルモデルの概要 5

図 421 割れ目の投影のイメージ 9

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影 10

図 431 スキャンラインの位置 11

図 432 クラックテンソルの算出手順 12

図 521 換気立坑の掘削断面 13

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m) 14

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m) 15

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m) 16

図 525 水平坑道の掘削断面 17

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果 18

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果 19

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果 20

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目) 21

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分) 22

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑) 23

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道) 24

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m) 25

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m) 26

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ) 41

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ) 42

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果 58

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係 60

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念 62

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示 63

図 741 換気立坑における区間設定 65

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定 65

図 761 区間長と相対誤差との関係 78

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係 82

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vi

表目次

表 621 (1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~2502m) 28

表 621 (2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2502m~3002m) 29

表 621 (3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3002m~3502m) 30

表 621 (4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4002m) 31

表 621 (5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 4002m~4598m) 32

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑) 33

表 623 4 階のクラックテンソル(換気立坑) 34

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m) 35

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m) 36

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 37

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 37

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 38

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 38

表 626 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 39

表 626 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 39

表 626 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 40

表 626 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 40

表 627 (1)割れ目の幾何学特性(200m 予備ステージ) 44

表 627 (2)割れ目の幾何学特性(300m 予備ステージ) 45

表 627 (3)割れ目の幾何学特性(400m 予備ステージ) 46

表 627 (4)割れ目の幾何学特性(深度 300m 研究アクセス坑道) 47

表 628 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 629 クラックテンソルのトレースと 4 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 49

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 50

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 51

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

51 表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

52 表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 52

表 6212 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 53

表 6212 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

54 表 6212 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

55 表 6212 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 56

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向) 67

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向) 68

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向) 69

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向) 70

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vii

表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

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割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

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個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

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ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

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- 8 -

であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

JAEA-Research 2012-002

- 9 -

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

JAEA-Research 2012-002

- 10 -

422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

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- 11 -

壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

- 12 -

JAEA-Research 2012-002

43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

JAEA-Research 2012-002

- 13 -

5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

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- 14 -

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 16 -

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

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- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 19 -

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 20 -

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

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- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

JAEA-Research 2012-002

- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

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7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

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72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

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73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

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図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

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75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

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表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

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表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

4002~ 4598 596 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309 0257 3173 4651 9897 5907

2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

3502~ 4598 1096 5737 -2075 0909 4096 -1017 1574 0406 2987 3744 8566 5099

2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

0648

22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

8808

-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

6193

-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

97719

-0593

0464

6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

96

3477

0430

0142

5773

0771

1265

0252

45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

3565

0524

0987

6783

0497

2367

0269

40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

1915

-0282

0138

3006

-0111

0556

0571

76

91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

2858

-0414

0368

5574

0423

2875

0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

91

3365

0550

0866

5773

1173

2368

0301

43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

+180

4745

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0126

5770

-0312

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24

20

29

28

66

97

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15

No1

+380

No6

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17

27

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34

40

21

No2

+300

No7

+160

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6532

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43

41

58

No3

+320

No8

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35

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48

31

No4

+280

No9

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51

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+180

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31

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85

51

71

No0

+435

No8

+100

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45

44

94

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69

45

08

No0

+435

No10

+050

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2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

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06

No1

+380

No2

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92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

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85

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+320

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30

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+100

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74

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46

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+100

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31

54

No0

+435

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38

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54

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86

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-

31

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26

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57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

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73

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54

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53

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+100

No9

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21

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+140

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-

36

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69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

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34

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32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

- 80 -

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

JAEA-Research 2012-002

- 81 -

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

JAEA-Research 2012-002

- 82 -

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

JAEA-Research 2012-002

- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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についてrdquo埼玉大学工学部建設系研究報告第 17 巻(1987) 2) 糸魚川淳二 ldquo瑞浪地域の地質rdquo 瑞浪市化石博物館専報No1 pp1-50 (1980)

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設株式会社)JNC-TJ7400 2005-058(2004)

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れ目モデルによる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo JAEA-Research 2007-081

(2007)

5) 松井裕哉丹野剛男平野享郷家光男熊坂博夫多田浩幸石井卓ldquoクラックテンソルに

よる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析(2009 年度)rdquo日本原子力研究開発

機構JAEA-Research 2010-043(2010)

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水野 崇 丹野剛男 平野享 竹内真司 尾方伸久 濱克 宏 池田幸喜 山本 勝 弥富洋介 島田

顕臣 松井裕哉 伊藤洋昭 杉原弘造ldquo超深地層研究所計画 年度報告書(2009 年度)rdquo

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9) M Oda ldquoA method for evaluating the representative elementary volume based on joint

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10) 森孝之森川誠司田部井和人岩野圭太ldquo研究坑道掘削に伴う坑道周辺岩盤への力学的影

響評価解析rdquoサイクル機構技術資料(契約業務報告書 鹿島建設株式会社)JNC-TJ7400

2002-007(2002) 11) 大津宏康西山哲土山富広中井亮太朗澤田淳山田直之坂本和彦内田雅大ldquo我が

国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 3: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

ii

JAEA-Research 2012-002

Study on Equivalent Continuum Modeling with Crack Tensor on Crystalline Rock

Takeo TANNO Toshinori SATO Hiroyuki SANADA

Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI Hiroyuki TADA Mitsuo GOHKE Hiroo KUMASAKA and Takashi ISHII

Tono Geoscientific Research Unit

Geological Isolation Research and Development Directorate Japan Atomic Energy Agency

Akiyo-cho Mizunami-shi Gifu-ken

(Received January 6 2012)

The Crack tensor model which is a kind of equivalent continuum model has been studied in rock mechanical investigation in the MIU The fractured rock mass is modeled as the elastic continuum model with the crack tensor

In this study crack tensor based on the geological observation in the MIU project was calculated and REV (Representative Elementary Volume) in the shafts and research galleries was studied based on the relative error of the crack tensor The correlation between the crack density the trace length of crack and the trace of crack tensor and the rock mass classification was also studied

The results are as follows 1) The correlation between the trace of the crack tensor and the rock mass classification

was negative at the research gallery 2) Some observance zones were set in the ventilation shaft and the research gallery and

the convergence of the relative error in the each observance zone was studied based on the crack tensor The convergence of the relative error was faster in the research gallery than in the ventilation shaft

3) The method of calculation of the trace length of the crack on curved wall was proposed The further studies based on the crack tensor model will be more accurate than the past studies by the proposed method

Keywords Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) Project Crack Tensor Model

Equivalent Continuum Model Rock Mass Classification

Collaborating Engineer SHIMIZU Corporation

JAEA-Research 2012-002

iii

目 次

1 はじめに 1

2 実施内容 4

3 クラックテンソルの概要 5 31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味 5

32 クラックテンソルの算出方法 6

321 割れ目の形状が明瞭な場合 6

322 割れ目の形状が不明瞭な場合 7

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要 9 41 割れ目のトレース長の概要 9

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法 9

421 接平面への割れ目の投影 9

422 割れ目のトレース長の算出方法 10

423 割れ目の単位法線ベクトル 10

43 クラックテンソルの算出手順 11

5 算出対象領域の概要 13 51 算出対象領域 13

52 壁面観察図 13

521 換気立坑 13

522 水平坑道 17

6 クラックテンソルの算出結果 23 61 割れ目の方向分布 23

62 クラックテンソルの算出 24

621 換気立坑 24

622 水平坑道 41

63 算出結果のまとめ 57

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果 57

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果 59

64 考察 61

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察 61

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察 61

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討 62 71 REV の概要 62

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差 63

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法 64

74 算出対象および区間長の設定 64

75 算出結果 66

76 モデル化のための条件設定の検討 75

761 相対誤差に基づく検討 75

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討 79

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討 83

8 本研究のまとめ 84 参考文献 86

JAEA-Research 2012-002

iv

CONTENTS

1 Introduction 1

2 Outline of studies 4

3 Overview of crack tensor 5 31 Stress-Strain relation based on crack tensor model 5

32 Calculation method of crack tensor 6

321 In case that shape of crack is sharply-defined 6

322 In case that shape of crack is not sharply-defined 7

4 Calculation method of crack tensor in this sudy 9 41 Overview of trace length of crack 9

42 Calculation method of trace length of crack on curved wall 9

421 Projection of crack to tangent plane 9

422 Calculation method of trace length of crack 10

423 A normal unit vector of crack 10

43 Calculation method of crack tensor 11

5 Overview of observance area 13 51 Observance area 13

52 Geological investigation results 13

521 Ventilation shaft 13

522 Research gallery 17

6 Results of calculation for crack tensor 23 61 Direction distribution of cracks 23

62 Calculation for crack tensor 24

621 Ventilation shaft 24

622 Research gallery 41

63 Summary of calculation of crack tensor 57

631 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 57

632 Calculation results every rock mass classification value 59

64 Consideration 61

641 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 61

642 Calculation results every rock mass classification value 61

7 Study to set modeling conditions at MIU 62 71 Overview of REV 62

72 Error tensoru and relative error of crack tensor 63

73 Calculation method of equivalent stiffness of rock mass 64

74 Observation area and interval length 64

75 Result of calculation 66

76 Study to set modeling conditions 75

761 Study on relative error of crack tensor 75

762 Study on equivalent stiffness of rock mass 79

763 Study on modeling conditions based on REV 83

8 Summary 84

Reference 86

JAEA-Research 2012-002

v

図目次

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図 1

図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図 2

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要 4

図 311 クラックテンソルモデルの概要 5

図 421 割れ目の投影のイメージ 9

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影 10

図 431 スキャンラインの位置 11

図 432 クラックテンソルの算出手順 12

図 521 換気立坑の掘削断面 13

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m) 14

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m) 15

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m) 16

図 525 水平坑道の掘削断面 17

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果 18

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果 19

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果 20

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目) 21

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分) 22

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑) 23

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道) 24

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m) 25

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m) 26

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ) 41

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ) 42

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果 58

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係 60

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念 62

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示 63

図 741 換気立坑における区間設定 65

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定 65

図 761 区間長と相対誤差との関係 78

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係 82

JAEA-Research 2012-002

vi

表目次

表 621 (1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~2502m) 28

表 621 (2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2502m~3002m) 29

表 621 (3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3002m~3502m) 30

表 621 (4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4002m) 31

表 621 (5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 4002m~4598m) 32

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑) 33

表 623 4 階のクラックテンソル(換気立坑) 34

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m) 35

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m) 36

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 37

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 37

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 38

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 38

表 626 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 39

表 626 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 39

表 626 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 40

表 626 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 40

表 627 (1)割れ目の幾何学特性(200m 予備ステージ) 44

表 627 (2)割れ目の幾何学特性(300m 予備ステージ) 45

表 627 (3)割れ目の幾何学特性(400m 予備ステージ) 46

表 627 (4)割れ目の幾何学特性(深度 300m 研究アクセス坑道) 47

表 628 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 629 クラックテンソルのトレースと 4 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 49

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 50

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 51

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

51 表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

52 表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 52

表 6212 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 53

表 6212 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

54 表 6212 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

55 表 6212 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 56

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向) 67

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向) 68

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向) 69

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向) 70

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vii

表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

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割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

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個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

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ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

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であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

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4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

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422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

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壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

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43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

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5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

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- 14 -

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 16 -

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

JAEA-Research 2012-002

- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 19 -

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 20 -

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

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- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

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- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

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- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

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- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

- 62 -

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

JAEA-Research 2012-002

- 63 -

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

JAEA-Research 2012-002

- 64 -

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

JAEA-Research 2012-002

- 65 -

図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

JAEA-Research 2012-002

- 66 -

75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

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- 67 -

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

JAEA-Research 2012-002

- 68 -

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

4002~ 4598 596 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309 0257 3173 4651 9897 5907

2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

3502~ 4598 1096 5737 -2075 0909 4096 -1017 1574 0406 2987 3744 8566 5099

2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

0648

22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

8808

-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

6193

-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

97719

-0593

0464

6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

96

3477

0430

0142

5773

0771

1265

0252

45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

3565

0524

0987

6783

0497

2367

0269

40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

1915

-0282

0138

3006

-0111

0556

0571

76

91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

2858

-0414

0368

5574

0423

2875

0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

91

3365

0550

0866

5773

1173

2368

0301

43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

+180

4745

7562

0370

0126

5770

-0312

2145

0322

24

20

29

28

66

97

40

15

No1

+380

No6

+140

476

6463

0089

0265

6366

-0062

2121

0191

27

17

27

12

66

34

40

21

No2

+300

No7

+160

486

5516

0254

0422

6532

0155

2078

0106

30

62

26

69

67

43

41

58

No3

+320

No8

+100

478

4629

0135

0333

5816

0217

1624

0080

35

56

29

50

79

88

48

31

No4

+280

No9

+140

486

3789

-0079

0390

5665

0320

1807

0178

41

55

30

51

76

47

49

51

No5

+180

No10

+050

487

3148

0115

0472

5495

0522

1834

0257

47

72

31

56

75

85

51

71

No0

+435

No8

+100

7665

5669

0267

0253

5786

-0002

1830

0084

30

68

29

70

74

45

44

94

No1

+380

No9

+140

776

4990

-0017

0357

5990

0057

2041

0056

33

59

28

89

69

65

44

04

No2

+300

No10

+050

775

4436

0099

0446

5984

0287

2033

0093

36

60

28

94

69

69

45

08

No0

+435

No10

+050

9615

5107

0226

0344

5802

0191

2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

11331

2292

-0842

5361

0072

2243

0800

17

57

32

90

60

70

37

06

No1

+380

No2

+300

92

4978

0235

-0123

3667

-0383

2032

0341

35

92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

+320

102

7333

-1197

0469

9234

-0993

3641

0505

23

85

20

41

43

49

29

25

No3

+320

No4

+280

96

6756

0548

-0018

5696

-0542

2484

0230

26

21

28

91

57

47

37

53

No4

+280

No5

+180

95947

-0268

0211

5698

0138

2087

0137

28

55

28

53

66

82

41

30

No5

+180

No6

+140

96

4731

0412

0074

7879

0869

1850

0232

33

80

23

11

68

95

41

95

No6

+140

No7

+160

102

2987

0406

0793

6045

0568

2494

0296

46

96

28

37

58

61

44

65

No7

+160

No8

+100

94

4019

-0748

0009

6381

-0222

1622

0244

38

74

27

12

74

86

46

91

No8

+100

No9

+140

104

2132

-0369

0293

4531

0262

2357

0435

65

06

38

71

69

96

57

91

No9

+140

No10

+050

91

4815

0660

1202

8131

1596

3494

0371

31

11

20

81

42

70

31

54

No0

+435

No5

+180

4745

7293

0259

-0034

6058

-0356

2590

0248

24

78

28

25

56

67

36

57

No1

+380

No6

+140

476

6128

0012

0100

6502

-0146

2458

0109

28

20

26

65

58

81

37

89

No2

+300

No7

+160

486

5558

0055

0335

7058

0101

2552

0080

29

89

24

75

56

47

37

03

No3

+320

No8

+100

478

4852

0077

0243

6423

0193

2145

0071

33

45

26

70

63

81

41

32

No4

+280

No9

+140

486

3868

-0116

0301

6100

0334

2159

0184

40

05

28

43

66

10

44

86

No5

+180

No10

+050

487

3678

0040

0471

6588

0585

2421

0206

40

75

26

49

59

88

42

38

No0

+435

No8

+100

7665

5902

0172

0121

6441

-0023

2381

0077

29

10

26

91

59

61

38

54

No1

+380

No9

+140

776

4841

-0090

0229

6227

0020

2402

0077

33

99

27

86

60

78

40

88

No2

+300

No10

+050

775

4755

-0055

0391

6761

0260

2552

0087

33

76

25

73

57

23

38

91

No0

+435

No10

+050

9615

5337

0139

0251

6426

0171

2524

-

31

37

26

95

57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

9194

2802

-0969

5086

-0081

1703

0842

20

88

33

19

80

11

44

73

No1

+380

No2

+300

92

6361

0254

0224

5182

-0469

2535

0292

28

10

31

81

58

36

39

42

No2

+300

No3

+320

102

5800

-0994

0653

8185

-1060

2897

0515

29

77

23

28

54

28

35

78

No3

+320

No4

+280

96

5975

0416

0018

5485

-0050

2101

0219

29

25

30

49

66

47

42

07

No4

+280

No5

+180

95708

-0372

0527

5402

0103

2044

0203

29

41

29

81

68

06

42

43

No5

+180

No6

+140

96

3776

0440

0202

6090

0792

1352

0196

42

29

29

60

89

32

53

74

No6

+140

No7

+160

102

1723

0271

0516

3773

0153

1358

0453

76

04

44

82

98

15

73

00

No7

+160

No8

+100

94

3308

-0599

0262

5461

-0129

1106

0257

46

47

31

45

98

38

58

77

No8

+100

No9

+140

104

1939

-0253

0368

4116

0289

2217

0404

70

64

42

19

73

81

62

21

No9

+140

No10

+050

91

3390

0591

0888

5805

1086

2422

0266

43

25

28

83

59

42

43

83

No0

+435

No5

+180

4745

6520

0322

0139

5887

-0296

2279

0293

27

21

29

07

63

61

39

96

No1

+380

No6

+140

476

5521

-0005

0317

6113

-0061

2157

0164

31

00

28

41

65

73

41

71

No2

+300

No7

+160

486

4472

0045

0423

5904

0076

1974

0051

36

59

29

59

70

79

45

66

No3

+320

No8

+100

478

3976

0067

0352

5385

0196

1638

0096

40

25

31

73

79

86

50

62

No4

+280

No9

+140

486

3155

-0062

0404

5024

0254

1685

0206

48

33

34

22

81

53

54

69

No5

+180

No10

+050

487

2802

0105

0473

5106

0430

1763

0244

52

44

33

85

78

62

54

97

No0

+435

No8

+100

7665

5018

0221

0263

5793

-0027

1927

0086

33

66

29

85

71

49

45

00

No1

+380

No9

+140

776

4188

-0066

0381

5597

0031

2004

0067

38

81

30

98

70

92

46

90

No2

+300

No10

+050

775

3844

-0011

0462

5640

0220

1997

0096

41

12

30

73

70

94

47

60

No0

+435

No10

+050

9615

4468

0200

0352

5635

0143

2049

-

36

83

30

60

69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

7507

1606

-0695

4221

-0013

1348

0536

26

20

41

33

97

84

55

12

No1

+380

No2

+300

92

9203

0243

0178

8685

-0480

2931

0719

19

77

20

36

50

85

30

32

No2

+300

No3

+320

102

3766

-0619

0352

5749

-0536

1893

0228

44

87

33

06

79

55

52

49

No3

+320

No4

+280

96

7750

0792

0022

6035

-0156

2029

0423

23

55

28

07

68

34

39

99

No4

+280

No5

+180

96839

-0572

0450

5829

0019

2049

0310

25

42

27

62

67

22

40

09

No5

+180

No6

+140

96

3538

0351

0163

5633

0762

1246

0211

44

93

31

80

95

75

57

49

No6

+140

No7

+160

102

2422

0444

0675

5017

0393

1862

0325

56

71

34

00

75

30

55

34

No7

+160

No8

+100

94

2574

-0363

0222

4120

-0196

0766

0399

59

20

41

36

130

39

76

98

No8

+100

No9

+140

104

2654

-0277

0403

5263

0494

2723

0306

55

00

33

54

61

25

49

93

No9

+140

No10

+050

91

3219

0341

0778

5098

0944

2142

0269

46

33

32

52

66

43

48

43

No0

+435

No5

+180

4745

6869

0199

0097

6178

-0254

2074

0301

26

38

28

33

69

07

41

26

No1

+380

No6

+140

476

5979

0007

0251

6487

-0018

2010

0196

29

17

27

17

69

72

42

02

No2

+300

No7

+160

486

4576

0080

0352

5686

0136

1804

0032

36

45

30

72

76

47

47

88

No3

+320

No8

+100

478

4340

0116

0327

5405

0197

1558

0084

37

86

31

63

82

97

50

82

No4

+280

No9

+140

486

3438

-0059

0377

5173

0300

1691

0189

45

41

33

26

81

13

53

27

No5

+180

No10

+050

487

2914

0094

0448

5060

0471

1731

0257

51

32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

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表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

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表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

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図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

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- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

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- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

JAEA-Research 2012-002

- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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についてrdquo埼玉大学工学部建設系研究報告第 17 巻(1987) 2) 糸魚川淳二 ldquo瑞浪地域の地質rdquo 瑞浪市化石博物館専報No1 pp1-50 (1980)

3) 郷家光男堀田政國若林成樹中谷篤史ldquoクラックテンソル仮想割れ目モデルによる瑞浪

超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo サイクル機構技術資料(契約業務報告書 清水建

設株式会社)JNC-TJ7400 2005-058(2004)

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れ目モデルによる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo JAEA-Research 2007-081

(2007)

5) 松井裕哉丹野剛男平野享郷家光男熊坂博夫多田浩幸石井卓ldquoクラックテンソルに

よる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析(2009 年度)rdquo日本原子力研究開発

機構JAEA-Research 2010-043(2010)

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響評価解析rdquoサイクル機構技術資料(契約業務報告書 鹿島建設株式会社)JNC-TJ7400

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国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 4: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

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iii

目 次

1 はじめに 1

2 実施内容 4

3 クラックテンソルの概要 5 31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味 5

32 クラックテンソルの算出方法 6

321 割れ目の形状が明瞭な場合 6

322 割れ目の形状が不明瞭な場合 7

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要 9 41 割れ目のトレース長の概要 9

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法 9

421 接平面への割れ目の投影 9

422 割れ目のトレース長の算出方法 10

423 割れ目の単位法線ベクトル 10

43 クラックテンソルの算出手順 11

5 算出対象領域の概要 13 51 算出対象領域 13

52 壁面観察図 13

521 換気立坑 13

522 水平坑道 17

6 クラックテンソルの算出結果 23 61 割れ目の方向分布 23

62 クラックテンソルの算出 24

621 換気立坑 24

622 水平坑道 41

63 算出結果のまとめ 57

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果 57

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果 59

64 考察 61

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察 61

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察 61

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討 62 71 REV の概要 62

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差 63

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法 64

74 算出対象および区間長の設定 64

75 算出結果 66

76 モデル化のための条件設定の検討 75

761 相対誤差に基づく検討 75

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討 79

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討 83

8 本研究のまとめ 84 参考文献 86

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iv

CONTENTS

1 Introduction 1

2 Outline of studies 4

3 Overview of crack tensor 5 31 Stress-Strain relation based on crack tensor model 5

32 Calculation method of crack tensor 6

321 In case that shape of crack is sharply-defined 6

322 In case that shape of crack is not sharply-defined 7

4 Calculation method of crack tensor in this sudy 9 41 Overview of trace length of crack 9

42 Calculation method of trace length of crack on curved wall 9

421 Projection of crack to tangent plane 9

422 Calculation method of trace length of crack 10

423 A normal unit vector of crack 10

43 Calculation method of crack tensor 11

5 Overview of observance area 13 51 Observance area 13

52 Geological investigation results 13

521 Ventilation shaft 13

522 Research gallery 17

6 Results of calculation for crack tensor 23 61 Direction distribution of cracks 23

62 Calculation for crack tensor 24

621 Ventilation shaft 24

622 Research gallery 41

63 Summary of calculation of crack tensor 57

631 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 57

632 Calculation results every rock mass classification value 59

64 Consideration 61

641 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 61

642 Calculation results every rock mass classification value 61

7 Study to set modeling conditions at MIU 62 71 Overview of REV 62

72 Error tensoru and relative error of crack tensor 63

73 Calculation method of equivalent stiffness of rock mass 64

74 Observation area and interval length 64

75 Result of calculation 66

76 Study to set modeling conditions 75

761 Study on relative error of crack tensor 75

762 Study on equivalent stiffness of rock mass 79

763 Study on modeling conditions based on REV 83

8 Summary 84

Reference 86

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v

図目次

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図 1

図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図 2

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要 4

図 311 クラックテンソルモデルの概要 5

図 421 割れ目の投影のイメージ 9

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影 10

図 431 スキャンラインの位置 11

図 432 クラックテンソルの算出手順 12

図 521 換気立坑の掘削断面 13

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m) 14

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m) 15

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m) 16

図 525 水平坑道の掘削断面 17

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果 18

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果 19

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果 20

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目) 21

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分) 22

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑) 23

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道) 24

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m) 25

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m) 26

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ) 41

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ) 42

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果 58

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係 60

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念 62

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示 63

図 741 換気立坑における区間設定 65

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定 65

図 761 区間長と相対誤差との関係 78

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係 82

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vi

表目次

表 621 (1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~2502m) 28

表 621 (2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2502m~3002m) 29

表 621 (3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3002m~3502m) 30

表 621 (4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4002m) 31

表 621 (5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 4002m~4598m) 32

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑) 33

表 623 4 階のクラックテンソル(換気立坑) 34

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m) 35

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m) 36

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 37

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 37

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 38

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 38

表 626 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 39

表 626 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 39

表 626 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 40

表 626 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 40

表 627 (1)割れ目の幾何学特性(200m 予備ステージ) 44

表 627 (2)割れ目の幾何学特性(300m 予備ステージ) 45

表 627 (3)割れ目の幾何学特性(400m 予備ステージ) 46

表 627 (4)割れ目の幾何学特性(深度 300m 研究アクセス坑道) 47

表 628 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 629 クラックテンソルのトレースと 4 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 49

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 50

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 51

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

51 表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

52 表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 52

表 6212 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 53

表 6212 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

54 表 6212 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

55 表 6212 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 56

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向) 67

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向) 68

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向) 69

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向) 70

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vii

表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

JAEA-Research 2012-002

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割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

JAEA-Research 2012-002

- 6 -

個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

JAEA-Research 2012-002

- 7 -

ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

JAEA-Research 2012-002

- 8 -

であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

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- 9 -

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

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- 10 -

422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

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- 11 -

壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

- 12 -

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43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

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- 13 -

5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

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- 14 -

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 16 -

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

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- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 19 -

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 20 -

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

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- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

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- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

JAEA-Research 2012-002

- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

- 62 -

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

JAEA-Research 2012-002

- 63 -

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

JAEA-Research 2012-002

- 64 -

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

JAEA-Research 2012-002

- 65 -

図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

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- 66 -

75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

JAEA-Research 2012-002

- 67 -

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

JAEA-Research 2012-002

- 68 -

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

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2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

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2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

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22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

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-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

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-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

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-0593

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6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

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45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

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40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

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-0282

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91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

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0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

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5773

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43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

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5770

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0322

24

20

29

28

66

97

40

15

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+380

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+140

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0191

27

17

27

12

66

34

40

21

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+300

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+160

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6532

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30

62

26

69

67

43

41

58

No3

+320

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+100

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35

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79

88

48

31

No4

+280

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+140

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47

49

51

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+180

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+050

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31

56

75

85

51

71

No0

+435

No8

+100

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30

68

29

70

74

45

44

94

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+380

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+140

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-0017

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5990

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33

59

28

89

69

65

44

04

No2

+300

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+050

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36

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28

94

69

69

45

08

No0

+435

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+050

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0191

2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

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+435

No1

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17

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32

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60

70

37

06

No1

+380

No2

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-0383

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0341

35

92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

+320

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-0993

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0505

23

85

20

41

43

49

29

25

No3

+320

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+280

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28

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57

47

37

53

No4

+280

No5

+180

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28

55

28

53

66

82

41

30

No5

+180

No6

+140

96

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33

80

23

11

68

95

41

95

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+140

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96

28

37

58

61

44

65

No7

+160

No8

+100

94

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38

74

27

12

74

86

46

91

No8

+100

No9

+140

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38

71

69

96

57

91

No9

+140

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+050

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31

11

20

81

42

70

31

54

No0

+435

No5

+180

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24

78

28

25

56

67

36

57

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+380

No6

+140

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28

20

26

65

58

81

37

89

No2

+300

No7

+160

486

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89

24

75

56

47

37

03

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+320

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+100

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70

63

81

41

32

No4

+280

No9

+140

486

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-0116

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40

05

28

43

66

10

44

86

No5

+180

No10

+050

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26

49

59

88

42

38

No0

+435

No8

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10

26

91

59

61

38

54

No1

+380

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33

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86

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78

40

88

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+300

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38

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+435

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-

31

37

26

95

57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

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-0081

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88

33

19

80

11

44

73

No1

+380

No2

+300

92

6361

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0224

5182

-0469

2535

0292

28

10

31

81

58

36

39

42

No2

+300

No3

+320

102

5800

-0994

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-1060

2897

0515

29

77

23

28

54

28

35

78

No3

+320

No4

+280

96

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0416

0018

5485

-0050

2101

0219

29

25

30

49

66

47

42

07

No4

+280

No5

+180

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0203

29

41

29

81

68

06

42

43

No5

+180

No6

+140

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42

29

29

60

89

32

53

74

No6

+140

No7

+160

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44

82

98

15

73

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No8

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No8

+100

No9

+140

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64

42

19

73

81

62

21

No9

+140

No10

+050

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25

28

83

59

42

43

83

No0

+435

No5

+180

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21

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39

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+380

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+140

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71

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No4

+280

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33

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22

81

53

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69

No5

+180

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+050

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0244

52

44

33

85

78

62

54

97

No0

+435

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+100

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49

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No1

+380

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2004

0067

38

81

30

98

70

92

46

90

No2

+300

No10

+050

775

3844

-0011

0462

5640

0220

1997

0096

41

12

30

73

70

94

47

60

No0

+435

No10

+050

9615

4468

0200

0352

5635

0143

2049

-

36

83

30

60

69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

7507

1606

-0695

4221

-0013

1348

0536

26

20

41

33

97

84

55

12

No1

+380

No2

+300

92

9203

0243

0178

8685

-0480

2931

0719

19

77

20

36

50

85

30

32

No2

+300

No3

+320

102

3766

-0619

0352

5749

-0536

1893

0228

44

87

33

06

79

55

52

49

No3

+320

No4

+280

96

7750

0792

0022

6035

-0156

2029

0423

23

55

28

07

68

34

39

99

No4

+280

No5

+180

96839

-0572

0450

5829

0019

2049

0310

25

42

27

62

67

22

40

09

No5

+180

No6

+140

96

3538

0351

0163

5633

0762

1246

0211

44

93

31

80

95

75

57

49

No6

+140

No7

+160

102

2422

0444

0675

5017

0393

1862

0325

56

71

34

00

75

30

55

34

No7

+160

No8

+100

94

2574

-0363

0222

4120

-0196

0766

0399

59

20

41

36

130

39

76

98

No8

+100

No9

+140

104

2654

-0277

0403

5263

0494

2723

0306

55

00

33

54

61

25

49

93

No9

+140

No10

+050

91

3219

0341

0778

5098

0944

2142

0269

46

33

32

52

66

43

48

43

No0

+435

No5

+180

4745

6869

0199

0097

6178

-0254

2074

0301

26

38

28

33

69

07

41

26

No1

+380

No6

+140

476

5979

0007

0251

6487

-0018

2010

0196

29

17

27

17

69

72

42

02

No2

+300

No7

+160

486

4576

0080

0352

5686

0136

1804

0032

36

45

30

72

76

47

47

88

No3

+320

No8

+100

478

4340

0116

0327

5405

0197

1558

0084

37

86

31

63

82

97

50

82

No4

+280

No9

+140

486

3438

-0059

0377

5173

0300

1691

0189

45

41

33

26

81

13

53

27

No5

+180

No10

+050

487

2914

0094

0448

5060

0471

1731

0257

51

32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

- 80 -

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

JAEA-Research 2012-002

- 81 -

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

JAEA-Research 2012-002

- 82 -

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

JAEA-Research 2012-002

- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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についてrdquo埼玉大学工学部建設系研究報告第 17 巻(1987) 2) 糸魚川淳二 ldquo瑞浪地域の地質rdquo 瑞浪市化石博物館専報No1 pp1-50 (1980)

3) 郷家光男堀田政國若林成樹中谷篤史ldquoクラックテンソル仮想割れ目モデルによる瑞浪

超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo サイクル機構技術資料(契約業務報告書 清水建

設株式会社)JNC-TJ7400 2005-058(2004)

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れ目モデルによる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo JAEA-Research 2007-081

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5) 松井裕哉丹野剛男平野享郷家光男熊坂博夫多田浩幸石井卓ldquoクラックテンソルに

よる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析(2009 年度)rdquo日本原子力研究開発

機構JAEA-Research 2010-043(2010)

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水野 崇 丹野剛男 平野享 竹内真司 尾方伸久 濱克 宏 池田幸喜 山本 勝 弥富洋介 島田

顕臣 松井裕哉 伊藤洋昭 杉原弘造ldquo超深地層研究所計画 年度報告書(2009 年度)rdquo

JAEA-Review 2011-007(2011)

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9) M Oda ldquoA method for evaluating the representative elementary volume based on joint

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10) 森孝之森川誠司田部井和人岩野圭太ldquo研究坑道掘削に伴う坑道周辺岩盤への力学的影

響評価解析rdquoサイクル機構技術資料(契約業務報告書 鹿島建設株式会社)JNC-TJ7400

2002-007(2002) 11) 大津宏康西山哲土山富広中井亮太朗澤田淳山田直之坂本和彦内田雅大ldquo我が

国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 5: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

JAEA-Research 2012-002

iv

CONTENTS

1 Introduction 1

2 Outline of studies 4

3 Overview of crack tensor 5 31 Stress-Strain relation based on crack tensor model 5

32 Calculation method of crack tensor 6

321 In case that shape of crack is sharply-defined 6

322 In case that shape of crack is not sharply-defined 7

4 Calculation method of crack tensor in this sudy 9 41 Overview of trace length of crack 9

42 Calculation method of trace length of crack on curved wall 9

421 Projection of crack to tangent plane 9

422 Calculation method of trace length of crack 10

423 A normal unit vector of crack 10

43 Calculation method of crack tensor 11

5 Overview of observance area 13 51 Observance area 13

52 Geological investigation results 13

521 Ventilation shaft 13

522 Research gallery 17

6 Results of calculation for crack tensor 23 61 Direction distribution of cracks 23

62 Calculation for crack tensor 24

621 Ventilation shaft 24

622 Research gallery 41

63 Summary of calculation of crack tensor 57

631 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 57

632 Calculation results every rock mass classification value 59

64 Consideration 61

641 Calculation results at ventilation shaft and research gallery 61

642 Calculation results every rock mass classification value 61

7 Study to set modeling conditions at MIU 62 71 Overview of REV 62

72 Error tensoru and relative error of crack tensor 63

73 Calculation method of equivalent stiffness of rock mass 64

74 Observation area and interval length 64

75 Result of calculation 66

76 Study to set modeling conditions 75

761 Study on relative error of crack tensor 75

762 Study on equivalent stiffness of rock mass 79

763 Study on modeling conditions based on REV 83

8 Summary 84

Reference 86

JAEA-Research 2012-002

v

図目次

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図 1

図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図 2

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要 4

図 311 クラックテンソルモデルの概要 5

図 421 割れ目の投影のイメージ 9

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影 10

図 431 スキャンラインの位置 11

図 432 クラックテンソルの算出手順 12

図 521 換気立坑の掘削断面 13

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m) 14

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m) 15

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m) 16

図 525 水平坑道の掘削断面 17

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果 18

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果 19

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果 20

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目) 21

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分) 22

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑) 23

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道) 24

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m) 25

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m) 26

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ) 41

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ) 42

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果 58

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係 60

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念 62

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示 63

図 741 換気立坑における区間設定 65

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定 65

図 761 区間長と相対誤差との関係 78

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係 82

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vi

表目次

表 621 (1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~2502m) 28

表 621 (2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2502m~3002m) 29

表 621 (3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3002m~3502m) 30

表 621 (4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4002m) 31

表 621 (5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 4002m~4598m) 32

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑) 33

表 623 4 階のクラックテンソル(換気立坑) 34

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m) 35

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m) 36

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 37

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 37

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 38

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 38

表 626 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 39

表 626 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 39

表 626 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 40

表 626 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 40

表 627 (1)割れ目の幾何学特性(200m 予備ステージ) 44

表 627 (2)割れ目の幾何学特性(300m 予備ステージ) 45

表 627 (3)割れ目の幾何学特性(400m 予備ステージ) 46

表 627 (4)割れ目の幾何学特性(深度 300m 研究アクセス坑道) 47

表 628 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 629 クラックテンソルのトレースと 4 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 49

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 50

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 51

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

51 表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

52 表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 52

表 6212 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 53

表 6212 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

54 表 6212 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

55 表 6212 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 56

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向) 67

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向) 68

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向) 69

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向) 70

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vii

表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

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割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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- 5 -

3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

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個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

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ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

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であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

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4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

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422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

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壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

- 12 -

JAEA-Research 2012-002

43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

JAEA-Research 2012-002

- 13 -

5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

JAEA-Research 2012-002

- 14 -

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 16 -

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

JAEA-Research 2012-002

- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 19 -

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 20 -

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

JAEA-Research 2012-002

- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

JAEA-Research 2012-002

- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

- 62 -

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

JAEA-Research 2012-002

- 63 -

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

JAEA-Research 2012-002

- 64 -

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

JAEA-Research 2012-002

- 65 -

図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

JAEA-Research 2012-002

- 66 -

75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

JAEA-Research 2012-002

- 67 -

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

JAEA-Research 2012-002

- 68 -

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

4002~ 4598 596 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309 0257 3173 4651 9897 5907

2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

3502~ 4598 1096 5737 -2075 0909 4096 -1017 1574 0406 2987 3744 8566 5099

2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

0648

22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

8808

-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

6193

-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

97719

-0593

0464

6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

96

3477

0430

0142

5773

0771

1265

0252

45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

3565

0524

0987

6783

0497

2367

0269

40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

1915

-0282

0138

3006

-0111

0556

0571

76

91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

2858

-0414

0368

5574

0423

2875

0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

91

3365

0550

0866

5773

1173

2368

0301

43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

+180

4745

7562

0370

0126

5770

-0312

2145

0322

24

20

29

28

66

97

40

15

No1

+380

No6

+140

476

6463

0089

0265

6366

-0062

2121

0191

27

17

27

12

66

34

40

21

No2

+300

No7

+160

486

5516

0254

0422

6532

0155

2078

0106

30

62

26

69

67

43

41

58

No3

+320

No8

+100

478

4629

0135

0333

5816

0217

1624

0080

35

56

29

50

79

88

48

31

No4

+280

No9

+140

486

3789

-0079

0390

5665

0320

1807

0178

41

55

30

51

76

47

49

51

No5

+180

No10

+050

487

3148

0115

0472

5495

0522

1834

0257

47

72

31

56

75

85

51

71

No0

+435

No8

+100

7665

5669

0267

0253

5786

-0002

1830

0084

30

68

29

70

74

45

44

94

No1

+380

No9

+140

776

4990

-0017

0357

5990

0057

2041

0056

33

59

28

89

69

65

44

04

No2

+300

No10

+050

775

4436

0099

0446

5984

0287

2033

0093

36

60

28

94

69

69

45

08

No0

+435

No10

+050

9615

5107

0226

0344

5802

0191

2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

11331

2292

-0842

5361

0072

2243

0800

17

57

32

90

60

70

37

06

No1

+380

No2

+300

92

4978

0235

-0123

3667

-0383

2032

0341

35

92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

+320

102

7333

-1197

0469

9234

-0993

3641

0505

23

85

20

41

43

49

29

25

No3

+320

No4

+280

96

6756

0548

-0018

5696

-0542

2484

0230

26

21

28

91

57

47

37

53

No4

+280

No5

+180

95947

-0268

0211

5698

0138

2087

0137

28

55

28

53

66

82

41

30

No5

+180

No6

+140

96

4731

0412

0074

7879

0869

1850

0232

33

80

23

11

68

95

41

95

No6

+140

No7

+160

102

2987

0406

0793

6045

0568

2494

0296

46

96

28

37

58

61

44

65

No7

+160

No8

+100

94

4019

-0748

0009

6381

-0222

1622

0244

38

74

27

12

74

86

46

91

No8

+100

No9

+140

104

2132

-0369

0293

4531

0262

2357

0435

65

06

38

71

69

96

57

91

No9

+140

No10

+050

91

4815

0660

1202

8131

1596

3494

0371

31

11

20

81

42

70

31

54

No0

+435

No5

+180

4745

7293

0259

-0034

6058

-0356

2590

0248

24

78

28

25

56

67

36

57

No1

+380

No6

+140

476

6128

0012

0100

6502

-0146

2458

0109

28

20

26

65

58

81

37

89

No2

+300

No7

+160

486

5558

0055

0335

7058

0101

2552

0080

29

89

24

75

56

47

37

03

No3

+320

No8

+100

478

4852

0077

0243

6423

0193

2145

0071

33

45

26

70

63

81

41

32

No4

+280

No9

+140

486

3868

-0116

0301

6100

0334

2159

0184

40

05

28

43

66

10

44

86

No5

+180

No10

+050

487

3678

0040

0471

6588

0585

2421

0206

40

75

26

49

59

88

42

38

No0

+435

No8

+100

7665

5902

0172

0121

6441

-0023

2381

0077

29

10

26

91

59

61

38

54

No1

+380

No9

+140

776

4841

-0090

0229

6227

0020

2402

0077

33

99

27

86

60

78

40

88

No2

+300

No10

+050

775

4755

-0055

0391

6761

0260

2552

0087

33

76

25

73

57

23

38

91

No0

+435

No10

+050

9615

5337

0139

0251

6426

0171

2524

-

31

37

26

95

57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

9194

2802

-0969

5086

-0081

1703

0842

20

88

33

19

80

11

44

73

No1

+380

No2

+300

92

6361

0254

0224

5182

-0469

2535

0292

28

10

31

81

58

36

39

42

No2

+300

No3

+320

102

5800

-0994

0653

8185

-1060

2897

0515

29

77

23

28

54

28

35

78

No3

+320

No4

+280

96

5975

0416

0018

5485

-0050

2101

0219

29

25

30

49

66

47

42

07

No4

+280

No5

+180

95708

-0372

0527

5402

0103

2044

0203

29

41

29

81

68

06

42

43

No5

+180

No6

+140

96

3776

0440

0202

6090

0792

1352

0196

42

29

29

60

89

32

53

74

No6

+140

No7

+160

102

1723

0271

0516

3773

0153

1358

0453

76

04

44

82

98

15

73

00

No7

+160

No8

+100

94

3308

-0599

0262

5461

-0129

1106

0257

46

47

31

45

98

38

58

77

No8

+100

No9

+140

104

1939

-0253

0368

4116

0289

2217

0404

70

64

42

19

73

81

62

21

No9

+140

No10

+050

91

3390

0591

0888

5805

1086

2422

0266

43

25

28

83

59

42

43

83

No0

+435

No5

+180

4745

6520

0322

0139

5887

-0296

2279

0293

27

21

29

07

63

61

39

96

No1

+380

No6

+140

476

5521

-0005

0317

6113

-0061

2157

0164

31

00

28

41

65

73

41

71

No2

+300

No7

+160

486

4472

0045

0423

5904

0076

1974

0051

36

59

29

59

70

79

45

66

No3

+320

No8

+100

478

3976

0067

0352

5385

0196

1638

0096

40

25

31

73

79

86

50

62

No4

+280

No9

+140

486

3155

-0062

0404

5024

0254

1685

0206

48

33

34

22

81

53

54

69

No5

+180

No10

+050

487

2802

0105

0473

5106

0430

1763

0244

52

44

33

85

78

62

54

97

No0

+435

No8

+100

7665

5018

0221

0263

5793

-0027

1927

0086

33

66

29

85

71

49

45

00

No1

+380

No9

+140

776

4188

-0066

0381

5597

0031

2004

0067

38

81

30

98

70

92

46

90

No2

+300

No10

+050

775

3844

-0011

0462

5640

0220

1997

0096

41

12

30

73

70

94

47

60

No0

+435

No10

+050

9615

4468

0200

0352

5635

0143

2049

-

36

83

30

60

69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

7507

1606

-0695

4221

-0013

1348

0536

26

20

41

33

97

84

55

12

No1

+380

No2

+300

92

9203

0243

0178

8685

-0480

2931

0719

19

77

20

36

50

85

30

32

No2

+300

No3

+320

102

3766

-0619

0352

5749

-0536

1893

0228

44

87

33

06

79

55

52

49

No3

+320

No4

+280

96

7750

0792

0022

6035

-0156

2029

0423

23

55

28

07

68

34

39

99

No4

+280

No5

+180

96839

-0572

0450

5829

0019

2049

0310

25

42

27

62

67

22

40

09

No5

+180

No6

+140

96

3538

0351

0163

5633

0762

1246

0211

44

93

31

80

95

75

57

49

No6

+140

No7

+160

102

2422

0444

0675

5017

0393

1862

0325

56

71

34

00

75

30

55

34

No7

+160

No8

+100

94

2574

-0363

0222

4120

-0196

0766

0399

59

20

41

36

130

39

76

98

No8

+100

No9

+140

104

2654

-0277

0403

5263

0494

2723

0306

55

00

33

54

61

25

49

93

No9

+140

No10

+050

91

3219

0341

0778

5098

0944

2142

0269

46

33

32

52

66

43

48

43

No0

+435

No5

+180

4745

6869

0199

0097

6178

-0254

2074

0301

26

38

28

33

69

07

41

26

No1

+380

No6

+140

476

5979

0007

0251

6487

-0018

2010

0196

29

17

27

17

69

72

42

02

No2

+300

No7

+160

486

4576

0080

0352

5686

0136

1804

0032

36

45

30

72

76

47

47

88

No3

+320

No8

+100

478

4340

0116

0327

5405

0197

1558

0084

37

86

31

63

82

97

50

82

No4

+280

No9

+140

486

3438

-0059

0377

5173

0300

1691

0189

45

41

33

26

81

13

53

27

No5

+180

No10

+050

487

2914

0094

0448

5060

0471

1731

0257

51

32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

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- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

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- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

- 80 -

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

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- 81 -

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

JAEA-Research 2012-002

- 82 -

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

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- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

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- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

JAEA-Research 2012-002

- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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10) 森孝之森川誠司田部井和人岩野圭太ldquo研究坑道掘削に伴う坑道周辺岩盤への力学的影

響評価解析rdquoサイクル機構技術資料(契約業務報告書 鹿島建設株式会社)JNC-TJ7400

2002-007(2002) 11) 大津宏康西山哲土山富広中井亮太朗澤田淳山田直之坂本和彦内田雅大ldquo我が

国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 6: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

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図目次

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図 1

図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図 2

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要 4

図 311 クラックテンソルモデルの概要 5

図 421 割れ目の投影のイメージ 9

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影 10

図 431 スキャンラインの位置 11

図 432 クラックテンソルの算出手順 12

図 521 換気立坑の掘削断面 13

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m) 14

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m) 15

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m) 16

図 525 水平坑道の掘削断面 17

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果 18

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果 19

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果 20

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目) 21

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分) 22

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑) 23

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道) 24

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m) 25

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m) 26

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ) 41

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ) 42

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果 58

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係 60

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念 62

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示 63

図 741 換気立坑における区間設定 65

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定 65

図 761 区間長と相対誤差との関係 78

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係 82

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表目次

表 621 (1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~2502m) 28

表 621 (2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2502m~3002m) 29

表 621 (3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3002m~3502m) 30

表 621 (4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4002m) 31

表 621 (5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 4002m~4598m) 32

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑) 33

表 623 4 階のクラックテンソル(換気立坑) 34

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m) 35

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m) 36

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 37

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 37

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 38

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 38

表 626 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 39

表 626 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 39

表 626 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 40

表 626 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 40

表 627 (1)割れ目の幾何学特性(200m 予備ステージ) 44

表 627 (2)割れ目の幾何学特性(300m 予備ステージ) 45

表 627 (3)割れ目の幾何学特性(400m 予備ステージ) 46

表 627 (4)割れ目の幾何学特性(深度 300m 研究アクセス坑道) 47

表 628 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 629 クラックテンソルのトレースと 4 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 49

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 50

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 51

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

51 表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

52 表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 52

表 6212 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 53

表 6212 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

54 表 6212 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

55 表 6212 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 56

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向) 67

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向) 68

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向) 69

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向) 70

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表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

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割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

JAEA-Research 2012-002

- 6 -

個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

JAEA-Research 2012-002

- 7 -

ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

JAEA-Research 2012-002

- 8 -

であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

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- 9 -

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

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- 10 -

422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

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- 11 -

壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

- 12 -

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43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

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- 13 -

5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

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- 14 -

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

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- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

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- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

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- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

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- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

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- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

JAEA-Research 2012-002

- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

- 62 -

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

JAEA-Research 2012-002

- 63 -

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

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- 64 -

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

JAEA-Research 2012-002

- 65 -

図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

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- 66 -

75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

JAEA-Research 2012-002

- 67 -

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

JAEA-Research 2012-002

- 68 -

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

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2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

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2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

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22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

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-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

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-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

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-0593

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6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

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45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

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40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

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-0282

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91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

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0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

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5773

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43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

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5770

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0322

24

20

29

28

66

97

40

15

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+380

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+140

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0191

27

17

27

12

66

34

40

21

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+300

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+160

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6532

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30

62

26

69

67

43

41

58

No3

+320

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+100

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35

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79

88

48

31

No4

+280

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+140

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47

49

51

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+180

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+050

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31

56

75

85

51

71

No0

+435

No8

+100

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30

68

29

70

74

45

44

94

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+380

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+140

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-0017

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5990

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33

59

28

89

69

65

44

04

No2

+300

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+050

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36

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28

94

69

69

45

08

No0

+435

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+050

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0191

2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

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+435

No1

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17

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32

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60

70

37

06

No1

+380

No2

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-0383

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0341

35

92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

+320

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-0993

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0505

23

85

20

41

43

49

29

25

No3

+320

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+280

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28

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57

47

37

53

No4

+280

No5

+180

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28

55

28

53

66

82

41

30

No5

+180

No6

+140

96

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33

80

23

11

68

95

41

95

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+140

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96

28

37

58

61

44

65

No7

+160

No8

+100

94

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38

74

27

12

74

86

46

91

No8

+100

No9

+140

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38

71

69

96

57

91

No9

+140

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+050

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31

11

20

81

42

70

31

54

No0

+435

No5

+180

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24

78

28

25

56

67

36

57

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+380

No6

+140

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28

20

26

65

58

81

37

89

No2

+300

No7

+160

486

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89

24

75

56

47

37

03

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+320

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+100

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70

63

81

41

32

No4

+280

No9

+140

486

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-0116

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40

05

28

43

66

10

44

86

No5

+180

No10

+050

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26

49

59

88

42

38

No0

+435

No8

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10

26

91

59

61

38

54

No1

+380

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33

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86

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78

40

88

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+300

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38

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+435

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-

31

37

26

95

57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

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-0081

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88

33

19

80

11

44

73

No1

+380

No2

+300

92

6361

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0224

5182

-0469

2535

0292

28

10

31

81

58

36

39

42

No2

+300

No3

+320

102

5800

-0994

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-1060

2897

0515

29

77

23

28

54

28

35

78

No3

+320

No4

+280

96

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0416

0018

5485

-0050

2101

0219

29

25

30

49

66

47

42

07

No4

+280

No5

+180

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0203

29

41

29

81

68

06

42

43

No5

+180

No6

+140

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42

29

29

60

89

32

53

74

No6

+140

No7

+160

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44

82

98

15

73

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No8

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No8

+100

No9

+140

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64

42

19

73

81

62

21

No9

+140

No10

+050

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25

28

83

59

42

43

83

No0

+435

No5

+180

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21

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39

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+380

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+140

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71

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No4

+280

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33

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22

81

53

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69

No5

+180

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+050

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0244

52

44

33

85

78

62

54

97

No0

+435

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+100

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49

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No1

+380

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2004

0067

38

81

30

98

70

92

46

90

No2

+300

No10

+050

775

3844

-0011

0462

5640

0220

1997

0096

41

12

30

73

70

94

47

60

No0

+435

No10

+050

9615

4468

0200

0352

5635

0143

2049

-

36

83

30

60

69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

7507

1606

-0695

4221

-0013

1348

0536

26

20

41

33

97

84

55

12

No1

+380

No2

+300

92

9203

0243

0178

8685

-0480

2931

0719

19

77

20

36

50

85

30

32

No2

+300

No3

+320

102

3766

-0619

0352

5749

-0536

1893

0228

44

87

33

06

79

55

52

49

No3

+320

No4

+280

96

7750

0792

0022

6035

-0156

2029

0423

23

55

28

07

68

34

39

99

No4

+280

No5

+180

96839

-0572

0450

5829

0019

2049

0310

25

42

27

62

67

22

40

09

No5

+180

No6

+140

96

3538

0351

0163

5633

0762

1246

0211

44

93

31

80

95

75

57

49

No6

+140

No7

+160

102

2422

0444

0675

5017

0393

1862

0325

56

71

34

00

75

30

55

34

No7

+160

No8

+100

94

2574

-0363

0222

4120

-0196

0766

0399

59

20

41

36

130

39

76

98

No8

+100

No9

+140

104

2654

-0277

0403

5263

0494

2723

0306

55

00

33

54

61

25

49

93

No9

+140

No10

+050

91

3219

0341

0778

5098

0944

2142

0269

46

33

32

52

66

43

48

43

No0

+435

No5

+180

4745

6869

0199

0097

6178

-0254

2074

0301

26

38

28

33

69

07

41

26

No1

+380

No6

+140

476

5979

0007

0251

6487

-0018

2010

0196

29

17

27

17

69

72

42

02

No2

+300

No7

+160

486

4576

0080

0352

5686

0136

1804

0032

36

45

30

72

76

47

47

88

No3

+320

No8

+100

478

4340

0116

0327

5405

0197

1558

0084

37

86

31

63

82

97

50

82

No4

+280

No9

+140

486

3438

-0059

0377

5173

0300

1691

0189

45

41

33

26

81

13

53

27

No5

+180

No10

+050

487

2914

0094

0448

5060

0471

1731

0257

51

32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

- 80 -

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

JAEA-Research 2012-002

- 81 -

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

JAEA-Research 2012-002

- 82 -

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

JAEA-Research 2012-002

- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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3) 郷家光男堀田政國若林成樹中谷篤史ldquoクラックテンソル仮想割れ目モデルによる瑞浪

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設株式会社)JNC-TJ7400 2005-058(2004)

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よる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析(2009 年度)rdquo日本原子力研究開発

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国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 7: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

JAEA-Research 2012-002

vi

表目次

表 621 (1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~2502m) 28

表 621 (2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2502m~3002m) 29

表 621 (3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3002m~3502m) 30

表 621 (4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4002m) 31

表 621 (5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 4002m~4598m) 32

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑) 33

表 623 4 階のクラックテンソル(換気立坑) 34

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m) 35

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m) 36

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 37

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 37

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 38

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 38

表 626 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 39

表 626 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW) 39

表 626 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 40

表 626 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE) 40

表 627 (1)割れ目の幾何学特性(200m 予備ステージ) 44

表 627 (2)割れ目の幾何学特性(300m 予備ステージ) 45

表 627 (3)割れ目の幾何学特性(400m 予備ステージ) 46

表 627 (4)割れ目の幾何学特性(深度 300m 研究アクセス坑道) 47

表 628 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 629 クラックテンソルのトレースと 4 階のクラックテンソル(水平坑道) 48

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 49

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道) 50

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 51

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

51 表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

52 表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 52

表 6212 (1)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁) 53

表 6212 (2)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

54 表 6212 (3)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

55 表 6212 (4)岩盤等級ごとの 4 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁) 56

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向) 67

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向) 68

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向) 69

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向) 70

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vii

表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

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割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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- 5 -

3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

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個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

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ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

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であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

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4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

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422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

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壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

- 12 -

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43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

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- 13 -

5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

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図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 16 -

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

JAEA-Research 2012-002

- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 19 -

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 20 -

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

JAEA-Research 2012-002

- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

JAEA-Research 2012-002

- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

- 62 -

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

JAEA-Research 2012-002

- 63 -

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

JAEA-Research 2012-002

- 64 -

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

JAEA-Research 2012-002

- 65 -

図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

JAEA-Research 2012-002

- 66 -

75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

JAEA-Research 2012-002

- 67 -

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

JAEA-Research 2012-002

- 68 -

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

4002~ 4598 596 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309 0257 3173 4651 9897 5907

2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

3502~ 4598 1096 5737 -2075 0909 4096 -1017 1574 0406 2987 3744 8566 5099

2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

0648

22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

8808

-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

6193

-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

97719

-0593

0464

6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

96

3477

0430

0142

5773

0771

1265

0252

45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

3565

0524

0987

6783

0497

2367

0269

40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

1915

-0282

0138

3006

-0111

0556

0571

76

91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

2858

-0414

0368

5574

0423

2875

0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

91

3365

0550

0866

5773

1173

2368

0301

43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

+180

4745

7562

0370

0126

5770

-0312

2145

0322

24

20

29

28

66

97

40

15

No1

+380

No6

+140

476

6463

0089

0265

6366

-0062

2121

0191

27

17

27

12

66

34

40

21

No2

+300

No7

+160

486

5516

0254

0422

6532

0155

2078

0106

30

62

26

69

67

43

41

58

No3

+320

No8

+100

478

4629

0135

0333

5816

0217

1624

0080

35

56

29

50

79

88

48

31

No4

+280

No9

+140

486

3789

-0079

0390

5665

0320

1807

0178

41

55

30

51

76

47

49

51

No5

+180

No10

+050

487

3148

0115

0472

5495

0522

1834

0257

47

72

31

56

75

85

51

71

No0

+435

No8

+100

7665

5669

0267

0253

5786

-0002

1830

0084

30

68

29

70

74

45

44

94

No1

+380

No9

+140

776

4990

-0017

0357

5990

0057

2041

0056

33

59

28

89

69

65

44

04

No2

+300

No10

+050

775

4436

0099

0446

5984

0287

2033

0093

36

60

28

94

69

69

45

08

No0

+435

No10

+050

9615

5107

0226

0344

5802

0191

2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

11331

2292

-0842

5361

0072

2243

0800

17

57

32

90

60

70

37

06

No1

+380

No2

+300

92

4978

0235

-0123

3667

-0383

2032

0341

35

92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

+320

102

7333

-1197

0469

9234

-0993

3641

0505

23

85

20

41

43

49

29

25

No3

+320

No4

+280

96

6756

0548

-0018

5696

-0542

2484

0230

26

21

28

91

57

47

37

53

No4

+280

No5

+180

95947

-0268

0211

5698

0138

2087

0137

28

55

28

53

66

82

41

30

No5

+180

No6

+140

96

4731

0412

0074

7879

0869

1850

0232

33

80

23

11

68

95

41

95

No6

+140

No7

+160

102

2987

0406

0793

6045

0568

2494

0296

46

96

28

37

58

61

44

65

No7

+160

No8

+100

94

4019

-0748

0009

6381

-0222

1622

0244

38

74

27

12

74

86

46

91

No8

+100

No9

+140

104

2132

-0369

0293

4531

0262

2357

0435

65

06

38

71

69

96

57

91

No9

+140

No10

+050

91

4815

0660

1202

8131

1596

3494

0371

31

11

20

81

42

70

31

54

No0

+435

No5

+180

4745

7293

0259

-0034

6058

-0356

2590

0248

24

78

28

25

56

67

36

57

No1

+380

No6

+140

476

6128

0012

0100

6502

-0146

2458

0109

28

20

26

65

58

81

37

89

No2

+300

No7

+160

486

5558

0055

0335

7058

0101

2552

0080

29

89

24

75

56

47

37

03

No3

+320

No8

+100

478

4852

0077

0243

6423

0193

2145

0071

33

45

26

70

63

81

41

32

No4

+280

No9

+140

486

3868

-0116

0301

6100

0334

2159

0184

40

05

28

43

66

10

44

86

No5

+180

No10

+050

487

3678

0040

0471

6588

0585

2421

0206

40

75

26

49

59

88

42

38

No0

+435

No8

+100

7665

5902

0172

0121

6441

-0023

2381

0077

29

10

26

91

59

61

38

54

No1

+380

No9

+140

776

4841

-0090

0229

6227

0020

2402

0077

33

99

27

86

60

78

40

88

No2

+300

No10

+050

775

4755

-0055

0391

6761

0260

2552

0087

33

76

25

73

57

23

38

91

No0

+435

No10

+050

9615

5337

0139

0251

6426

0171

2524

-

31

37

26

95

57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

9194

2802

-0969

5086

-0081

1703

0842

20

88

33

19

80

11

44

73

No1

+380

No2

+300

92

6361

0254

0224

5182

-0469

2535

0292

28

10

31

81

58

36

39

42

No2

+300

No3

+320

102

5800

-0994

0653

8185

-1060

2897

0515

29

77

23

28

54

28

35

78

No3

+320

No4

+280

96

5975

0416

0018

5485

-0050

2101

0219

29

25

30

49

66

47

42

07

No4

+280

No5

+180

95708

-0372

0527

5402

0103

2044

0203

29

41

29

81

68

06

42

43

No5

+180

No6

+140

96

3776

0440

0202

6090

0792

1352

0196

42

29

29

60

89

32

53

74

No6

+140

No7

+160

102

1723

0271

0516

3773

0153

1358

0453

76

04

44

82

98

15

73

00

No7

+160

No8

+100

94

3308

-0599

0262

5461

-0129

1106

0257

46

47

31

45

98

38

58

77

No8

+100

No9

+140

104

1939

-0253

0368

4116

0289

2217

0404

70

64

42

19

73

81

62

21

No9

+140

No10

+050

91

3390

0591

0888

5805

1086

2422

0266

43

25

28

83

59

42

43

83

No0

+435

No5

+180

4745

6520

0322

0139

5887

-0296

2279

0293

27

21

29

07

63

61

39

96

No1

+380

No6

+140

476

5521

-0005

0317

6113

-0061

2157

0164

31

00

28

41

65

73

41

71

No2

+300

No7

+160

486

4472

0045

0423

5904

0076

1974

0051

36

59

29

59

70

79

45

66

No3

+320

No8

+100

478

3976

0067

0352

5385

0196

1638

0096

40

25

31

73

79

86

50

62

No4

+280

No9

+140

486

3155

-0062

0404

5024

0254

1685

0206

48

33

34

22

81

53

54

69

No5

+180

No10

+050

487

2802

0105

0473

5106

0430

1763

0244

52

44

33

85

78

62

54

97

No0

+435

No8

+100

7665

5018

0221

0263

5793

-0027

1927

0086

33

66

29

85

71

49

45

00

No1

+380

No9

+140

776

4188

-0066

0381

5597

0031

2004

0067

38

81

30

98

70

92

46

90

No2

+300

No10

+050

775

3844

-0011

0462

5640

0220

1997

0096

41

12

30

73

70

94

47

60

No0

+435

No10

+050

9615

4468

0200

0352

5635

0143

2049

-

36

83

30

60

69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

7507

1606

-0695

4221

-0013

1348

0536

26

20

41

33

97

84

55

12

No1

+380

No2

+300

92

9203

0243

0178

8685

-0480

2931

0719

19

77

20

36

50

85

30

32

No2

+300

No3

+320

102

3766

-0619

0352

5749

-0536

1893

0228

44

87

33

06

79

55

52

49

No3

+320

No4

+280

96

7750

0792

0022

6035

-0156

2029

0423

23

55

28

07

68

34

39

99

No4

+280

No5

+180

96839

-0572

0450

5829

0019

2049

0310

25

42

27

62

67

22

40

09

No5

+180

No6

+140

96

3538

0351

0163

5633

0762

1246

0211

44

93

31

80

95

75

57

49

No6

+140

No7

+160

102

2422

0444

0675

5017

0393

1862

0325

56

71

34

00

75

30

55

34

No7

+160

No8

+100

94

2574

-0363

0222

4120

-0196

0766

0399

59

20

41

36

130

39

76

98

No8

+100

No9

+140

104

2654

-0277

0403

5263

0494

2723

0306

55

00

33

54

61

25

49

93

No9

+140

No10

+050

91

3219

0341

0778

5098

0944

2142

0269

46

33

32

52

66

43

48

43

No0

+435

No5

+180

4745

6869

0199

0097

6178

-0254

2074

0301

26

38

28

33

69

07

41

26

No1

+380

No6

+140

476

5979

0007

0251

6487

-0018

2010

0196

29

17

27

17

69

72

42

02

No2

+300

No7

+160

486

4576

0080

0352

5686

0136

1804

0032

36

45

30

72

76

47

47

88

No3

+320

No8

+100

478

4340

0116

0327

5405

0197

1558

0084

37

86

31

63

82

97

50

82

No4

+280

No9

+140

486

3438

-0059

0377

5173

0300

1691

0189

45

41

33

26

81

13

53

27

No5

+180

No10

+050

487

2914

0094

0448

5060

0471

1731

0257

51

32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

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表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

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表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

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- 82 -

図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

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- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

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- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

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- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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についてrdquo埼玉大学工学部建設系研究報告第 17 巻(1987) 2) 糸魚川淳二 ldquo瑞浪地域の地質rdquo 瑞浪市化石博物館専報No1 pp1-50 (1980)

3) 郷家光男堀田政國若林成樹中谷篤史ldquoクラックテンソル仮想割れ目モデルによる瑞浪

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設株式会社)JNC-TJ7400 2005-058(2004)

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よる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析(2009 年度)rdquo日本原子力研究開発

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国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 8: JAEA- 結晶質岩を対象としたクラックテンソルによるTakeo TANNO, Toshinori SATO, Hiroyuki SANADA, Ryoichi HIKIMA Hiroya MATSUI, Hiroyuki TADA, Mitsuo GOHKE, Hiroo

JAEA-Research 2012-002

vii

表 752(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁) 71

表 752 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側) 72

表 752 (3) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側) 73

表 752 (4) 深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁) 74

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 76

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値) 77

表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 80

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 81

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1 はじめに

日本原子力研究開発機構では深部地質環境の調査解析評価技術の基盤の整備と深地層

における工学技術の基盤の整備を目標として岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所(以下研究

所)において超深地層研究所計画(以下MIU 計画)を進めている

研究所周辺の地質は基盤をなす中世代~古第三紀の花崗岩(土岐花崗岩)およびその花崗岩に

被覆する堆積岩からなる堆積岩は第三紀中新世の瑞浪層群と第三紀鮮新世の瀬戸層群からなる

また月吉断層とよばれるほぼ東西走向の高傾斜を有する断層が存在する(図 11 参照)

図 11 東濃地区の地質分布及び調査位置図

(地質分布は糸魚川2)を一部修正)

研究所は 2 本の立坑(主立坑換気立坑)および深度 100m ごとの水平坑道で構成され全体

として 1000m まで掘削する予定の地下研究施設である2011 年 12 月現在立坑深度は 500m

に到達し500m ステージを建設中である(図 12 参照)MIU 計画は結晶質岩を対象とし「第

1 段階地表からの調査予測研究段階」「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」「第 3 段

階研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分し約 20 年をかけて進める計画であり

現在は「第 2 段階研究坑道の掘削を伴う研究段階」と「第 3 段階研究坑道を利用した研究

段階」を並行して実施している

瑞浪超深地層研究所用地

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図 12 瑞浪超深地層研究所の概要図

MIU 計画の第1段階における岩盤力学研究では研究坑道の掘削に伴い周辺岩盤中に生じる掘

削影響を評価できる方法の構築を課題の一つとして設定しており割れ目の力学特性やその幾何

学的分布が岩盤の変形に支配的な影響を及ぼす硬岩系岩盤の力学挙動の評価手法の一つである等

価連続体モデル化手法(クラックテンソル)を利用した研究を実施した

2004 年度2005 年度は地表からの調査結果(MIZ-1 号孔)に基づき深度 300m~600m を一

つの区間として設定してクラックテンソルを算出し算出したクラックテンソルにより深度

500mおよび1000mにおける主立坑と水平坑道および深度500mの連接部の予察的変形解析を行

った3)4)

2009 年度は第 1 段階における地表からのボーリング調査結果に基づく等価連続体によるモ

デル化 3)の妥当性の評価を目的とし2004 年度に算出されたクラックテンソルを用いて換気立坑

の深度 350m における変形解析と第 2 段階における立坑内での調査結果に基づいて算出された

クラックテンソルによる同地点の変形解析結果と当該地点の地中変位計測の実測値とを比較し

各々の妥当性を検討したさらにこれらの結果を用いて地表からの調査段階におけるクラッ

クテンソルを用いた評価に関する適用性について検討した5)

2010 年度は今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験に関して調

査位置や調査範囲を決定する際の情報を得ることを目的として瑞浪超深地層研究所の換気立坑

と水平坑道の壁面観察結果を用いてREV(Representative Elementary Volume代表要素体

積寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解析解釈す

る際の最小体積)6)の検討を実施したまた2009 年度の研究で坑道軸の方向により検出される

換気立坑

2011 年 12 月現在2 本

の立坑は深度 500m まで

掘削済500m ステージを

掘削中

坑道の位置や長さなど

は計画であり地質環境

や施工条件などにより

決定していく

500m ステージ(掘削中)

主立坑

400m 予備

ステージ

300m 予備

ステージ

200m 予備

ステージ 深度 300m 研究

アクセス坑道図中の四角で囲った領域

は2010 度の研究対象領

域を示すなお主立坑に

ついては断層が地表から

地下深部(深度 500m まで

確認)まで続いているので

対象外とした

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割れ目の幾何学特性が異なることが分かっていたことから2010 年度では換気立坑と水平坑道の

クラックテンソルの差異を検討したまた曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方

法を新たに提案しそれに基づいて算出された割れ目の密度割れ目のトレース長クラックテ

ンソルのトレースと電中研式岩盤等級との関係性を調査しその関係性を明らかにした

本報告書の構成は以下の通りである

第 2 章実施内容

第 3 章クラックテンソルの概要

第 4 章本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

第 5 章算出対象領域の概要

第 6 章クラックテンソルの算出結果

第 7 章瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

第 8 章本研究のまとめ

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2 実施内容

2010 年度の実施内容は以下の(1)(2)である

(1) 研究坑道掘削時の壁面観察結果を用いたクラックテンソルの算出

調査対象はMIU 計画に基づき結晶質岩(土岐花崗岩)を対象とする換気立坑につい

ては深度 2002m~4598m の区間(図 12 参照)である水平坑道については200m

予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道(図 12 参照)とするなお主立坑については断層が地表から地下深部(深度 500m

まで確認)まで続いているので対象外とした(図 21 参照)

壁面観察結果に基づき結晶質岩を対象としてクラックテンソルを算出し1) 割れ目の密

度2) 割れ目のトレース長3) クラックテンソルのトレースの 3 項目について深度に

伴う変化および換気立坑と水平坑道との結果の比較を行う

今後MIU 計画の第 3 段階において実施される施工対策影響試験について第 1 段階

の調査研究結果を基に決定された電中研式岩盤等級が試験位置および試験数量の最適

化に適用できる情報であるのかを評価するために割れ目の密度割れ目のトレース長

クラックテンソルのトレースについて電中研式岩盤等級ごとの整理を行う

(2) 研究坑道掘削時の壁面観察結果および力学試験データを用いた REV の検討

換気立坑に対して対象区間の全長(2002m~4598m = 2596m)を基準区間とし観

測区間を 10m50m100m150m200m と変化させたときの観測区間ごとのクラ

ックテンソルを算出し基準区間のクラックテンソルに対する相対誤差を算出する岩

盤の等価なヤング率についても同様に算出する

深度 300m 研究アクセス坑道に対して坑道の全長(95m)を基準区間とし観測区間

を10m50m80m とした時のクラックテンソルからクラックテンソルの相対誤差を

算出する岩盤の等価なヤング率についても同様に算出する

観測区間長と相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を整理しREVを検討する

図 21 瑞浪超深地層研究所における地質構造の概要

(図 21 のモデルに示した断層や地層岩相区分は既存モデルに第 2 段階の深度 300m ステ

ージの調査試験結果を追加して更新したrdquoStage300rdquo地質構造モデル7)を用いた)

深度 0m

200m

400m

600m

800m

1000m 堆積岩

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

土岐花崗岩(上部割れ目帯)

--- 断層

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3 クラックテンソルの概要

31 クラックテンソルモデルの概要および力学的な意味

Oda8)9)によって提案されているクラックテンソルとは割れ目が岩盤中に統計的な意味で均質

に分布していると仮定したときの割れ目の密度大きさ方向などの幾何学特性を表現するテン

ソル量でありクラックテンソルモデルとはクラックテンソルを用いることによって多数の

割れ目を含むある大きさの不連続性岩盤をそれと等価な連続体に置き換え解析上異方弾性

体としてモデル化するものであるクラックテンソルモデルの概要を図 311 に示す

図 311 クラックテンソルモデルの概要

クラックテンソルモデルを用いた解析では統計的な意味で割れ目が均質に分布する領域に対

して岩盤の巨視的な応力とひずみの関係を求めモデルの変形解析を行う多くの割れ目を含

む岩盤が巨視的な応力 を受けて変形するとき発生する巨視的なひずみ は基質部に生じる

ひずみと割れ目に生じるひずみとの和から定式化され式(31)のように表される

klijklijklij CM (31)

ijklM は基質部のコンプライアンステンソル ijklC は割れ目のコンプライアンステンソルである

割れ目を図 311 のように垂直剛性 hせん断剛性 gの二つのスプリング abで連結された

平行平板でモデル化すると割れ目に生じるひずみは垂直およびせん断方向に発生する相対

変位の総和から得られ割れ目による相対変位の総和はクラックテンソルを導入することで求め

られる

ここで岩盤の基質部のヤング係数およびポアソン比を E 割れ目の幾何学特性を表す 2 階

と 4 階のクラックテンソルをそれぞれ ijF ijklF 割れ目の垂直剛性とせん断剛性をそれぞれ h

gと表すと式(31)は次式のようになる

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

ただし ij はクロネッカーのデルタを示す

岩盤の基質部 岩盤の割れ目群 平行平板モデル

ヤング係数ポアソン比

( E )

割れ目の幾何学特性を表す

クラックテンソル

( ijF ijklF )

異方弾性体として

モデル化

a

b

r

a 垂直方向のスプリング

b せん断方向のスプリング

darr 垂直剛性せん断剛性

( h g )

多数の割れ目を含む岩盤

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個々の割れ目が図 311 のように二つのスプリングで連結された平行平板でモデル化され

スプリングによって垂直応力nとせん断応力が伝達されるものとすれば割れ目の垂直剛性 H

せん断剛性 G はそれぞれのスプリングの剛性で表され次式のように表される

hr

NChr

H ijij11

0 (33)

gr

Nggr

G ijij11

10 (34)

ここにh0g0および g1は実験で求めるパラメータC は割れ目のアスペクト比である

式(33)式(34)の垂直剛性 H とせん断剛性 G は全割れ目について平均化した剛性であり

割れ目の大きさ r に反比例し垂直応力 σnに依存するパラメータであるただし割れ目の剛性に

関してその応力依存性を考慮しない場合式(33)と式(34)中の hg は応力の次元を持つ定数

であることが分かるまた式(32)の右辺の式の[ ]内のクラックテンソルを含む応力 σの係数は

ヤング率の逆数つまりコンプライアンスに相当するものであることが分かる

32 クラックテンソルの算出方法

321 割れ目の形状が明瞭な場合

対象としている三次元空間に割れ目が任意に分布しており割れ目の形状が明瞭な場合面積

S を持つ割れ目を等価な円で置き換えたときの直径を D とすると2 階4 階のクラックテンソ

ル FijFijklは以下のように定義される

dDdDEnnDF ji

D

ij

m

4

3

0n

(35)

dDdDEnnnnDF lkji

D

ijkl

m

4

3

0n

(36)

ここに は割れ目の密度Dmは D の最大値niは割れ目の単位法線ベクトル n の基準軸 xi

の成分E (n D )は単位法線ベクトル n と代表長さ D の統計的分布を与える確率密度関数は

全立体角を示しているまた式(35)と式(36)を総和形式にて表すと以下のようになる

M

L

Lj

Li

Lij nnD

VF

1

)()(3)(

4

(37)

M

L

Ll

Lk

Lj

Li

Lijkl nnnnD

VF

1

)()()()(3)(

4

(38)

ここにV は統計的に均一とみなせる領域の体積でM は割れ目の総数である また割れ目の大きさと方向とが統計的な意味で独立しているとすると DfEDE nn と

することができるので2 階4 階のクラックテンソル FijFijklは式(35)と式(36)より以下の

ように表すことができる

JAEA-Research 2012-002

- 7 -

ijij NFF 0 (39)

ijklijkl NFF 0 (310)

ただし

mD

dDDfDF0

30 4

(311)

dEnnN jiij n (312)

dEnnnnN lkjiijkl n (313)

である

F0 は割れ目の密度と大きさに関わる量でクラックテンソルのトレースとよばれるものNij お

よび Nijkl は割れ目の方向分布によって定まる 2 階および 4 階の割れ目の構造テンソルである

Df は割れ目の代表長さ D の確率密度関数 nE は単位法線ベクトル n の確率密度関数である

クラックテンソルのトレース F0 は 2 階のクラックテンソルの対角成分を足し合わせることで

求めることができるつまり 3 次元の場合以下の式のようになる

3322110 FFFF (314)

式(37)および式(38)よりクラックテンソル FijFijklを算出しFijより F0を算出することが

できるクラックテンソルのトレース F0は式(311)より割れ目の密度や形状が大きくなるに

伴い値が大きくなるのでクラックテンソルモデルの剛性の指標とすることができる

なお式(39)および式(310)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することもできる

322 割れ目の形状が不明瞭な場合

割れ目の形状が不明瞭な場合直径 D を測定することができず式(37)式(38)によりクラッ

クテンソルを算出することができないこのような場合Oda8)は以下に示すような算出方法を

提案している

Oda8)によると三次元空間中にスキャンラインを設定してそれに平行な単位ベクトルを q

この単位ベクトル q に交わる割れ目の個数を N(q)ある観測平面に現れる q に交わる割れ目のト

レース長を t とすると式(311)は以下のように表わされる

qn

)(2

0 8

3 qN

t

tF

(315)

ただし

m

k

kk

m 1

)()(1qnqn (316)

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- 8 -

であり nt は割れ目のトレース長 t の n 次のモーメントである式(315)よりクラックテン

ソルのトレース F0を算出することができる式(315)では qn によって割れ目の密度を補正し

ている

また式(312)と式(313)を総和形式にすると次式のようになる

M

L

Lj

Liij nn

MN

1

)()(1 (317)

M

L

Ll

Lk

Lj

Liijkl nnnn

MN

1

)()()()(1 (318)

以上式(317)および式(318)より構造テンソル Nijおよび Nijklを算出することができる

よって式(39)式(310)式(315)式(317)式(318)よりクラックテンソル FijFijkl を

算出することができる

さらにOda8)は 2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F と 3 次元のクラックテンソルのト

レース 0F の間に以下のような関係があることを示している

)2(00 51 FF ≒ (319)

よって2 次元のクラックテンソルのトレース )2(0F は以下のようになる

qn

)(2

)2(0 4

qN

t

tF

(320)

なお割れ目のトレース長 t について前年度までの調査研究 4)5)では曲面状の壁面に現れ

る割れ目のトレース長の算出方法がなく他地点での割れ目のトレース長と累積割れ目頻度との

関係式および観測結果を参考にして瑞浪超深地層研究所での割れ目のトレース長 t を算出してい

た2010 年度の調査研究では曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を新たに提案

し瑞浪超深地層研究所の壁面観察結果からトレース長を算出した

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- 9 -

4 本研究におけるクラックテンソルの算出方法の概要

2010 年度の調査研究では割れ目の代表長さと方向が統計的な意味で独立していると仮定し

式(39)と式(310)を適用してクラックテンソル ijF ijklF を算出したまた同式中のクラックテ

ンソルのトレース F0については3 次元空間中にスキャンラインを設定してスキャンラインと

交差した割れ目に対して式(314)を適用し算出したなお曲面状の壁面に現れる割れ目のトレ

ース長の算出方法について新たな方法を提案した

41 割れ目のトレース長の概要

2010 年度の調査研究では換気立坑の壁面や水平坑道のアーチ部の曲面状の壁面にスキャンラ

インを設定してスキャンラインと交差した割れ目に対してトレース長を計測したただし

Oda8) 9)は割れ目のトレース長を平面状の壁面に現れた割れ目を基に算出しているよって曲

面状の壁面に現れた割れ目からそのままトレース長を算出してもそれは Oda8) 9)が設定した割

れ目のトレース長とは異なるものとなる曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して

有効な算出方法は現在ないのでそのような割れ目のトレース長の算出方法について検討を行っ

た具体的には曲面状の壁面に現れた割れ目に関してスキャンラインの接平面が仮想の壁面

であるとしこの接平面に投影される割れ目のトレース長を算出することとした

42 曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法

421 接平面への割れ目の投影

曲面状の壁面に現れる割れ目の投影のイメージを図 421 に示す坑道などの 3 次元的な壁面

(本研究では曲面状の壁面)に現れる割れ目はスキャンラインの位置で坑道に接する平面(図

中の接平面)と割れ目の平面とが交わる直線上に現れると考えた

図 421 割れ目の投影のイメージ

スキャンライン

換気立坑の壁面

接平面

壁面上に現れた割れ目

割れ目を含む平面と

接平面との交線

割れ目の平面

投影された割れ目

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- 10 -

422 割れ目のトレース長の算出方法

接平面への割れ目の投影方法を図 422 に示す割れ目の単位法線ベクトルを n接平面の単

位法線ベクトルを m とすると割れ目を含む平面と接平面との交線 C の単位ベクトル l は以下

のように求められる

mn

mnl

(41)

3 次元空間中の割れ目のベクトルを p とするとベクトル p と単位ベクトル l との内積が交線

上に投影された割れ目の長さとなるのでトレース長 t は以下のように求められるこのとき

割れ目のベクトル p はその投影された長さが最長になるように設定する

lp t (42)

図 422 曲面上に現れた割れ目の投影

本研究以前では曲面状の壁面に現れた割れ目のトレース長に関して有効な算出方法がなか

ったため他の様々なサイトでの調査結果10) 11)に基づいて割れ目のトレース長を算出していたが

2010 年度の調査研究では原位置の調査結果に基づいて割れ目のトレース長を算出することを提

案したこれにより当該サイトの割れ目状況をより忠実に反映した結果が得られるものと考え

られる

423 割れ目の単位法線ベクトル

スキャンラインによって抽出された割れ目について走向傾斜が壁面観察結果から得られる

ものついてはその走向傾斜から直接単位法線ベクトル n を求めることができるが走向傾

斜が不明なものに対しては単位法線ベクトル n を求めることができないこのため以前の調

査研究では壁面観察図上で走向傾斜が分からなかったものは算出から除外していたしかし

接平面

(単位法線ベクトル m )

スキャンライン

割れ目の

ベクトル p

交線 C(単位ベクトル l )

割れ目の

トレース長 t

坑道

坑道壁面に現れた割れ目

割れ目を含む平面

(単位法線ベクトル n )

JAEA-Research 2012-002

- 11 -

壁面観察図上の割れ目の座標から三次元空間の座標を求めて最小自乗法により平面を近似する

と図 422 中の割れ目を含む平面において前節までに示した方法によりその平面式から単位

法線ベクトル n を求めることができるこのため壁面観察図上で走向傾斜が分からなかった

割れ目に対しても単位法線ベクトル n を取得することが可能となりスキャンラインと交差した

全ての割れ目に対して qn を算出できるようになりより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった構造テンソルの算出に関しても同様のことが言える

43 クラックテンソルの算出手順

換気立坑および水平坑道のスキャンラインの設定について図 431 に示す

2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335~360m の壁面観察図に対してクラックテ

ンソルの算出を行っているこのときの調査結果によるとSE 方向に設定されたスキャンライ

ンが最も多くの割れ目と交差している2010 年度の調査研究では換気立坑におけるスキャンラ

インの位置を SE 方向から 90degごとに振り分けてSW 方向NW 方向NE 方向SE 方向につ

いて坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインについてク

ラックテンソルを算出した

水平坑道のスキャンラインの設定に関しては両側壁部の中間高さとアーチ部を三等分する位

置について坑道軸方向に平行に合計 4 本のスキャンラインを設定し各々のスキャンラインにつ

いてクラックテンソルを算出した以降スキャンラインの名称について主立坑側から換気立

坑側を望んだときの左側の側壁を左側壁右側の側壁を右側側壁アーチ部については主立坑側

から換気立坑側を見て左手側をアーチ左側右手側をアーチ右側と称することとする

割れ目のトレース長クラックテンソルのトレースクラックテンソルの算出手順を図 432

に示すなお2010 年度の調査研究においてクラックテンソル ijF )321( lkjiFijkl お

よび構造テンソル ijN )321( lkjiNijkl の指標 1 は E 方向指標 2 は N 方向指標 3 は

鉛直上向きを示す

図 431 スキャンラインの位置

E 方向

N 方向 W 方向

S 方向

壁面

スキャンライン

(点線)

NW NE

SESW

(a) 換気立坑

側壁の

12 の高さ

60deg 60deg

アーチ部

側壁部左側壁 右側壁

アーチ

左側 アーチ 右側

スキャンラインの位置 (主立坑側から換気立坑側を見て)

(b) 水平坑道

- 12 -

JAEA-Research 2012-002

43

2 ク

ラックテンソルの算出手順

( 走向傾斜の記

載のない割れ目

)

( 走向傾斜の記

載のある割れ目

)

クラックテンソルのトレース

F0を算出する

スキャンラインに交差した割れ目の情報を使用する

構造テンソル

Nijおよび

Nijk

lを算出する

対象区間の全ての割れ目の情報を使用する

JAEA-Research 2012-002

- 13 -

5 算出対象領域の概要

4 章までに示した方法論に基づき深度 4598m までの換気立坑水平坑道の壁面観察結果に基

づいて土岐花崗岩を対象としたクラックテンソルの算出を行いまた割れ目の方向分布の整理

も行うさらにクラックテンソルについて電中研式の岩盤等級ごとの整理も行う

51 算出対象領域

算出対象領域は以下の通りである

換気立坑(深度 2002~4598m の区間)

水平坑道(200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究

アクセス坑道)

換気立坑については深度 2002~2502m深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度

3502~4002m深度 4002~4598m深度 4002~4598m に対してクラックテンソルを算出す

るまた水平坑道については200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージ

深度 300m 研究アクセス坑道それぞれに対してクラックテンソルを算出する

52 壁面観察図

521 換気立坑

換気立坑の掘削断面の形状を図 521 に示すまた壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等

級の区分を図 522~図 524 に示す

図 521 換気立坑の掘削断面

53m

JAEA-Research 2012-002

- 14 -

図 522 換気立坑の壁面観察結果(深度 2002m~3002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E SS W N E S GL-2002m

GL-2502m

GL-3002m

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 15 -

図 523 換気立坑の壁面観察結果(深度 3002m~4002m)

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-3002m

GL-3502m

GL-4002m

S W N E S

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 16 -

図 524 換気立坑の壁面観察結果(深度 4002m~4598m)

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

S W N E S GL-4002m

GL-4598m

S W N E S

B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 17 -

522 水平坑道

各水平坑道の断面形状を図 525 に示すなおこの図において拡幅部とは主立坑と水平坑

道が連接している部分の断面形状を示している

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージおよび深度 300m 研究アクセス

坑道の壁面に現れる割れ目と電中研式の岩盤等級の区分を図 526~図 529 に示すなお図

526 の 200m 予備ステージにおいては測点 No2+995~No3+075 の区間については壁面観

察によるデータが欠損しているために空白である

200m 予備ステージ300m 予備ステージ400m 予備ステージの坑道軸の方向は主立坑側か

ら換気立坑側を望んだときにS39deg46rsquo10rdquoW 方向となっているまた深度 300m 研究アク

セス坑道の軸方向は平面図から主立坑側から N39deg46rsquo50rdquoE 方向に直進しNo1+500 から

半径 40m で N 方向に 30degカーブしてNo3+820 からは N9deg46rsquo50rdquoE 方向に直進している

図 525 水平坑道の掘削断面

37m

40m

r =20mr =15m

30m

32m

40m

r =20m

35m

40m

r =20m

32m

(i)一般部 (ii)拡幅部

(a)200m 予備ステージ

(i)一般部 (ii)拡幅部

(b)300m 予備ステージ400m 予備ステージ300m 研究アクセス坑道

JAEA-Research 2012-002

- 18 -

図 526 200m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+485

No0+700

No2+995

No3+075

No3+565

データの

欠損区間

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 19 -

図 527 300m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

N

換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+730

No3+120

(工区境)

No3+625

N

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 20 -

図 528 400m 予備ステージの壁面観察結果

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

N

展開方法

投影方向

(a) 壁面に現れる割れ目 (b) 岩盤等級区分

東側壁 西側壁

主立坑側

換気立坑側換気立坑側

主立坑側

東側壁 西側壁

No0+435

No0+710

No3+075

(工区境)

No3+625

B級

CH級

CM級

CL級

D級

02

46

810m10m

8m

6m

4m

2m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 21 -

図 529(1) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(壁面に現れる割れ目)

N

3000010deg

No10+050

展開方法

投影方向

No0+435

No0+595

No3+820

No1+500

N0

51

01

52

0m

20m

15m

10m

5m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 22 -

図 529(2) 深度 300m 研究アクセス坑道の壁面観察結果(岩盤等級区分)

展開方法

投影方向

0 2 4 6 8 10m

主立坑側

北側壁 南側壁 No0+435

No0+595

岩盤等級

B級

CH級

CM級

CM級

D級

No3+820

No1+500

N B級

CH級

CM級

CL級

D級

05

10

15

20

m

展開方法

投影方向

No10+050

20m

15m

10m

5m

0m

N

JAEA-Research 2012-002

- 23 -

6 クラックテンソルの算出結果

換気立坑の 50m 区間ごとおよび各深度における水平坑道ごとのクラックテンソルを算出する

とともに割れ目の方向の深度分布および深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均値ク

ラックテンソルのトレースの変化を調べたまた深度に伴う割れ目の密度トレース長の平均

値クラックテンソルのトレースについて岩盤等級ごとに算出した

61 割れ目の方向分布

それぞれの区間について壁面観察結果の記載に基づき割れ目の走向傾斜を集計した換気

立坑については 50m 区間ごと水平坑道については坑道ごとの割れ目の集計結果を図 611 およ

び図 612 に示す

図 611 割れ目のステレオネット(換気立坑)

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

Sn=589 本

深度 2002m~2502m

N

EW

S

N

EW

Sn=866 本

深度 2502m~3002m

N

EW

S

N

EW

S

深度 3002m~3502m

n=894 本

N

EW

S

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 4002m~4598m

深度 3502m~4002m

n=888 本

n=1327 本

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 24 -

図 612 割れ目のステレオネット(水平坑道)

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果(図 611 参照)から深度 2002m~2502m

ではNW 方向の走向で高傾斜の割れ目と水平方向に近い傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなり深度 4002m~

4596m ではNE 方向の走向で高傾斜の割れ目が卓越する傾向になることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果(図 612 参照)から200m 予備ステージ

ではNW 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目と低角度の傾斜の割れ目が卓越しており深く

なるにしたがって NE 方向の走向で高角度の傾斜の割れ目の頻度が多くなることが分かった

このように換気立坑と水平坑道では卓越する割れ目の方向が深度方向にほぼ同様の傾向を

示すことが分かった

62 クラックテンソルの算出

621 換気立坑

(1) 観測区間ごとのクラックテンソル

換気立坑の深度 2002m~2502m 区間の SE 方向の壁面に対して坑道軸方向に平行な方向にス

キャンラインを設定したときのスキャンラインと交差した割れ目を図 621 に示す同図におい

てスキャンラインは一点鎖線交差した割れ目は実線で表わされている

n=242 本

200m 予備ステージ

n=263 本

n=323 本

左図プロット図

右図コンター図(コンターは 1ごと)

(下半球投影)

深度 300m 研究アクセス坑道

n=930 本

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

N

EW

S

300m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

400m 予備ステージ

N

EW

S

N

EW

S

JAEA-Research 2012-002

- 25 -

図 621 スキャンラインと交差した割れ目(換気立坑 深度 2002m~2502m)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13693

2538210213

211371276116093

Esym

EE

EEE

Nij (61)

21182

3679829432

315163923829267

26762259623679818632

3923837246298332943219351

254533151629107211822926716052

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(62)

上記の式(61)式(62)の構造テンソルの算出については壁面観察結果に走向傾斜の記載が

あった割れ目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜

の記載がないものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾

斜のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 101 本であったことから深度 2002m~2502m の割

れ目の密度 N(q)は

0202)( qN (本m) (63)

05

1015

20m

スキャンライン(SE 方向)

S W N E S GL-2002m

GL-2502m0m

5m

10m

15m

20m

JAEA-Research 2012-002

- 26 -

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになったここでも壁面観察結果に走向傾斜の記載があった割れ

目は記載された走向傾斜のデータを使用し割れ目は記載されているが走向傾斜の記載がな

いものは壁面に現れる割れ目をトレースし最小自乗法より求めた割れ目の走向傾斜のデータ

を用いた

73550qn (64)

交差した割れ目に対して42 節に記述した方法に基づき割れ目のトレース長 t を算出した

それらを集計した結果換気立坑の深度 2002m~2502m における割れ目のトレース長のヒスト

グラムは図 622 のようになった

図 622 割れ目のトレース長のヒストグラム(換気立坑 深度 2002m~2502m)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

3022t (m) (65)

21392 t (m2) (66)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについても整理しまた換気立坑

の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度 4002~4598m につ

いてもスキャンラインと交差した割れ目の幾何学特性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベ

クトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のト

レース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t 割れ目のトレース長のヒストグラム)を

整理した整理した結果を表 621(1)~(5)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(63)~式(64)

より換気立坑の深度 2002~2502m の F0は以下のようになった

95120 F (67)

式(39)式(310)式(61)式(62)式(67)より深度 2002m~2502m のクラックテンソル

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

JAEA-Research 2012-002

- 27 -

FijFijklは以下のようになった

03624

1286309113

120890652106724

33

2322

131211

Esym

EE

EEE

Fsym

FF

FFF

Fij

(68)

17422

1124118103

296271155100261

14643136031124107063

1155127058115551810305042

158942962700241174220026103723

3131

23312323

123112231212

3331332333123333

22312223221222332222

113111231112113311221111

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fsym

FF

FFF

FFFF

FFFFF

FFFFFF

Fijkl

(69)

同様にしてSW 方向NW 方向NE 方向のスキャンラインについてもクラックテンソルを算

出しまた換気立坑の深度 2502~3002m深度 3002~3502m深度 3502~4002m深度

4002~4598m についてもクラックテンソルを算出したこれらの結果を表 622 および表 623

に示す

- 28 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(1)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

200

2m~

250

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_200_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_200_2

50

74

N99

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

00_2

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

00_2

50

101

N

97

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

480

1)

(

qN

8996

0

qn

888

2

t

8810

2

t

980

1)

(

qN

8654

0

qn

757

2

t

727

92

t

940

1)

(

qN

8172

0

qn

986

1

t

374

52

t

020

2)

(

qN

7355

0

qn

302

2

t

213

92

t

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒス

トグラム

トレース長のヒストグラム

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 29 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(2)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

250

2m~

300

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_250_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_2

50_3

00

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_250_3

00

67

N65

N

55

N65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

34

56

78

9 10 11 12 13 14 15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

7437

0

qn

749

1

t

404

42

t

100

1)

(

qN

6373

0

qn

855

1

t

002

62

t

300

1)

(

qN

8676

0

qn

530

1

t

614

32

t

340

1)

(

qN

6211

0

qn

476

1

t

446

32

t

S

W

N

E

S

S W

N

E

S

S W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 30 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(3)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

300

2m~

350

2m)

SW

N

WN

ES

E

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ーサ

長(m

)

SW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_300_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

00_3

50

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

00_3

50

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

トレース

長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

61

N61

N

78

N61

N

220

1)

(

qN

4340

0

qn

949

2

t

8315

2

t

220

1)

(

qN

6455

0

qn

959

1

t

929

82

t

560

1)

(

qN

6319

0

qn

421

1

t

507

32

t

220

1)

(

qN

4450

0

qn

258

1

t

546

22

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 31 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(4)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

350

2m~

400

2m)

SW

N

WN

ES

E

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_350_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレース長のヒストグラム

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_350_4

00

37

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_3

50_4

00

65

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_3

50_4

00

77

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

300

1)

(

qN

3320

0

qn

700

2

t

5512

2

t

740

0)

(

qN

3861

0

qn

581

2

t

042

92

t

300

1)

(

qN

5523

0

qn

643

1

t

361

72

t

540

1)

(

qN

5559

0

qn

416

2

t

566

92

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

- 32 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

(5)割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度

400

2m~

459

8m)

SW

N

WN

ES

E

0510152025303540

12

34

56

78

910

11

1213

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SW

_400_4

598

60

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10

5

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NW

_400_4

598

36

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

NE_4

00_4

50

67

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

6

78

910

11

12

1314

15

0510

15

20

25

30

35

40

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

)

SE_4

00_4

60

63

N

(本)

40

35

30

25

20

15

10 5 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒストグラム

トレース長のヒ

ストグラム

トレース長のヒストグラム

007

1)

(

qN

3526

0

qn

005

2

t

176

92

t

604

0)

(

qN

4268

0

qn

991

1

t

550

52

t

124

1)

(

qN

5386

0

qn

910

1

t

429

10

2

t

057

1)

(

qN

3788

0

qn

840

1

t

610

52

t

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

S

W

N

E

S

JAEA-Research 2012-002

- 33 -

表 622 クラックテンソルのトレースと 2 階のクラックテンソル(換気立坑)

SLスキャンライン

SL 区間(m)~(m) F0 2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

SW 2002~ 2502 7300 2726 1014 0519 2249 0160 2325

2502~ 3002 5185 2189 0403 0320 1691 -0110 1323

3002~ 3502 17778 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752

3502~ 4002 21451 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800

4002~ 4598 15394 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981

NW 2002~ 2502 9510 3464 1262 0714 2857 0290 3190

2502~ 3002 6581 2788 0482 0407 2140 -0138 1652

3002~ 3502 10149 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727

3502~ 4002 7910 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046

4002~ 4598 4647 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596

NE 2002~ 2502 7569 2803 1065 0537 2287 0163 2479

2502~ 3002 4170 1731 0317 0240 1331 -0095 1107

3002~ 3502 7179 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227

3502~ 4002 12423 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857

4002~ 4598 13428 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798

SE 2002~ 2502 12945 4672 1652 0921 3911 0329 4362

2502~ 3002 5934 2486 0409 0358 1923 -0130 1525

3002~ 3502 6536 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029

3502~ 4002 12922 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923

4002~ 4598 10022 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309

- 34 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

23

4

階のクラックテンソル(換気立坑)

SL

区間

(m)~

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

SW

2002~

2502

1985

0592

0149

0620

0047

0263

1447

0210

0321

-0057

0066

1966

0073

0170

0190

2502~

3002

1661

0426

0102

0251

-001

2

0198

1170

0095

0148

-0090

0066

1126

0005

-0007

0056

3002~

3502

6971

2037

0354

0322

-030

0

0501

3323

0304

-054

1

-0535

0352

2093

-0107

-0125

0156

3502~

4002

5882

2922

0664

-211

2

-084

1

0559

5482

0778

-247

6

-1375

0734

1357

-0368

-0236

0034

4002~

4598

6161

1849

0550

-149

6

-048

5

0846

2583

0432

-054

5

-0390

0272

0999

-0151

-0226

0271

NW

2002~

2502

2500

0753

0211

0773

0066

0340

1824

0280

0396

-0058

0083

2698

0094

0282

0291

2502~

3002

2118

0542

0128

0305

-001

6

0251

1481

0117

0175

-0110

0084

1406

0002

-0013

0073

3002~

3502

3899

1141

0208

0148

-017

5

0287

1853

0181

-034

6

-0299

0208

1337

-0063

-0055

0102

3502~

4002

2146

1080

0246

-081

6

-031

3

0201

2020

0292

-095

5

-0510

0277

0507

-0136

-0089

0008

4002~

4598

1858

0557

0168

-045

7

-014

6

0255

0780

0130

-016

8

-0116

0081

0298

-0044

-0069

0086

NE

2002~

2502

2024

0613

0165

0644

0051

0278

1449

0225

0340

-0058

0068

2090

0080

0170

0190

2502~

3002

1314

0335

0083

0197

-001

1

0154

0919

0078

0115

-0071

0051

0946

0005

-0014

0035

3002~

3502

2755

0809

0150

0115

-011

6

0209

1304

0125

-022

5

-0207

0145

0952

-0038

-0043

0076

3502~

4002

3301

1658

0390

-121

5

-047

3

0313

3105

0454

-142

9

-0779

0420

1013

-0211

-0122

0030

4002~

4598

5322

1602

0484

-129

2

-041

7

0730

2243

0376

-047

3

-0336

0235

0938

-0126

-0198

0252

SE

2002~

2502

3372

1026

0274

1024

0080

0459

2504

0381

0516

-0087

0116

3706

0112

0336

0346

2502~

3002

1881

0487

0118

0261

-001

5

0223

1325

0111

0149

-0098

0075

1295

-0001

-0017

0059

3002~

3502

2550

0750

0133

0088

-011

7

0189

1208

0115

-022

8

-0200

0137

0781

-0043

-0043

0054

3502~

4002

3412

1727

0408

-130

7

-050

2

0334

3252

0474

-153

5

-0813

0448

1041

-0228

-0138

0049

4002~

4598

3989

1199

0362

-098

1

-031

8

0549

1679

0286

-036

1

-0257

0177

0660

-0096

-0158

0179

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 35 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 624(1)

(2)岩盤等級ごとのクラックテンソルの算出結果を表 625(1)~(4)および表 626(1)~(4)に示す

なおB-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の

3 つの岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 624 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 2002m~3502m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

2002m B-CH-CM 86m N(q) 0465 0930 1860 1047

~ lt∣n ∙ q∣gt 0948 0828 0834 0517

2502m lttgt 2532 1584 1887 1871

ltt2gt 6617 3167 4810 5551

CH 50m N(q) 0600 1000 1400 0800

lt∣n ∙ q∣gt 0748 0815 0724 0980

lttgt 4171 2839 1735 1510

ltt2gt 21850 12332 5789 2741

CH-CM 364m N(q) 1841 2363 2033 2418

lt∣n ∙ q∣gt 0903 0872 0822 0747

lttgt 2852 2861 2031 2383

ltt2gt 10639 10186 5457 9881

2502m B-CH 52m N(q) 1346 1154 0385 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0627 0729 0930 0889

3002m lttgt 2475 1346 0889 1743

ltt2gt 7920 3986 0834 3977

B-CH-CM 359m N(q) 0780 1114 0947 1253

lt∣n ∙ q∣gt 0740 0589 0903 0560

lttgt 2049 2045 1776 1566

ltt2gt 5352 6976 4671 3839

CH-CM 89m N(q) 3371 1011 3258 1798

lt∣n ∙ q∣gt 0775 0789 0822 0691

lttgt 1300 1350 1285 1122

ltt2gt 2698 3015 2566 2143

3002m B-CH-CM 294m N(q) 1020 1122 1497 1259

~ lt∣n ∙ q∣gt 0419 0758 0707 0396

3502m lttgt 2295 1981 1509 1055

ltt2gt 9947 11261 3677 1601

CH-CM 206m N(q) 1505 1359 1650 1165

lt∣n ∙ q∣gt 0449 0513 0535 0521

lttgt 3582 1933 1307 1571

ltt2gt 21523 6180 3288 4003

JAEA-Research 2012-002

- 36 -

表 624 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(換気立坑 深度 3502m~4598m)

立坑深度 岩盤等級 区間長 算出項目スキャンライン

SW NW NE SE

3502m B-CH 130m N(q) 1231 1154 0615 1385

~ lt∣n ∙ q∣gt 0292 0275 0446 0557

4002m lttgt 2452 2868 2815 2807

ltt2gt 9169 10816 19096 10895

B-CH-CM 123m N(q) 1707 0569 2033 1951

lt∣n ∙ q∣gt 0427 0589 0667 0612

lttgt 2256 2645 1294 1906

ltt2gt 9554 8944 3447 5172

CH 89m N(q) 0899 0449 1910 1685

lt∣n ∙ q∣gt 0354 0311 0517 0569

lttgt 1971 1445 0931 1865

ltt2gt 6632 2971 1836 5129

CH-CM 158m N(q) 1266 0696 0949 1266

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0435 0459 0477

lttgt 3655 2562 2407 3090

ltt2gt 20773 8893 13887 16972

4002m B-CH-CM 52m N(q) 1154 0962 0962 1154

~ lt∣n ∙ q∣gt 0424 0138 0271 0622

4598m lttgt 2064 1370 3507 1799

ltt2gt 9973 2405 35904 3819

CH 232m N(q) 0991 0388 1034 0991

lt∣n ∙ q∣gt 0256 0361 0559 0177

lttgt 1654 2334 1772 1963

ltt2gt 5490 7033 9857 6650

CH-CM 312m N(q) 0994 0705 1218 1090

lt∣n ∙ q∣gt 0411 0519 0561 0473

lttgt 2254 1992 1787 1764

ltt2gt 11758 5658 7438 5222

JAEA-Research 2012-002

- 37 -

表 625 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSW) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 1509 0639 0108 0123 0503 0067 0368

~2502 CH 5 4949 2564 1053 1148 1311 -0059 1074

CH-CM 364 8955 3128 1352 0592 2728 0167 3099

2502 B-CH 52 8099 2240 0613 0062 2998 -0440 2860

~3002 B-CH-CM 359 3245 1294 0315 0193 1101 -0049 0849

CH-CM 89 10639 5289 0477 0789 3112 -0254 2343

3002 B-CH-CM 294 12448 6979 -0315 0621 3467 -0510 2002

~3502 CH-CM 206 23733 11651 -0263 1481 8558 -1607 3524

3502 B-CH 13 18594 8377 -3418 0283 7934 -1511 2283

~4002 B-CH-CM 123 19960 7906 -3821 1350 9103 -2366 2951

CH 89 10068 4870 -2931 1015 3778 -1216 1420

CH-CM 158 33113 14736 -8618 1979 14571 -4346 3807

4002 B-CH-CM 52 15487 7813 -3426 1808 5894 -1159 1780

~4598 CH 232 15152 8879 -2050 1333 4736 -0858 1537

CH-CM 312 14871 7987 -2115 1323 4669 -1227 2235

2002 B-CH 182 13521 5495 -1596 0180 5575 -1006 2450

~4598 B-CH-CM 914 7880 3616 -0055 0486 2676 -0302 1588

CH 371 12366 6908 -1938 1101 4023 -0864 1435

CH-CM 1129 13397 6324 -0606 1020 4483 -0764 2614

表 625 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNW)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 2648 1095 0183 0211 0867 0124 0687

~2502 CH 5 6277 3016 1260 2193 1581 0102 1681

CH-CM 364 11366 3888 1636 0723 3378 0311 4099

2502 B-CH 52 5525 1492 0390 0042 2024 -0267 2009

~3002 B-CH-CM 359 7599 3002 0680 0440 2565 -0107 2032

CH-CM 89 3372 1736 0148 0260 0986 -0091 0650

3002 B-CH-CM 294 9915 5399 -0318 0492 2676 -0370 1840

~3502 CH-CM 206 9985 4874 -0190 0619 3574 -0673 1537

3502 B-CH 13 18624 8397 -3867 0286 7928 -1511 2299

~4002 B-CH-CM 123 3849 1519 -0745 0273 1783 -0465 0547

CH 89 3502 1676 -1051 0357 1314 -0434 0512

CH-CM 158 6537 2877 -1741 0399 2866 -0855 0794

4002 B-CH-CM 52 14414 7389 -3522 1823 5794 -1287 1231

~4598 CH 232 3809 2237 -0526 0339 1192 -0212 0380

CH-CM 312 4545 2432 -0646 0406 1420 -0370 0693

2002 B-CH 182 12233 4951 -1671 0164 5022 -0890 2260

~4598 B-CH-CM 914 7527 3396 -0078 0463 2531 -0273 1601

CH 371 4007 2229 -0640 0359 1301 -0274 0477

CH-CM 1129 7616 3579 -0360 0597 2524 -0415 1513

JAEA-Research 2012-002

- 38 -

表 625 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインNE) 深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 6701 2732 0505 0514 2160 0245 1808

~2502 CH 5 7608 3754 1598 2501 1961 0054 1893

CH-CM 364 7824 2740 1197 0502 2349 0146 2736

2502 B-CH 52 0457 0128 0033 0004 0175 -0024 0154

~3002 B-CH-CM 359 3248 1266 0307 0188 1081 -0049 0902

CH-CM 89 9331 4581 0412 0685 2622 -0279 2128

3002 B-CH-CM 294 6081 3300 -0195 0295 1644 -0233 1137

~3502 CH-CM 206 9137 4481 -0075 0562 3251 -0588 1405

3502 B-CH 13 11035 4974 -2136 0171 4698 -0893 1363

~4002 B-CH-CM 123 9571 3619 -1753 0629 4220 -1030 1732

CH 89 8588 4021 -2456 0830 3158 -1018 1409

CH-CM 158 14052 6117 -3632 0837 6085 -1817 1849

4002 B-CH-CM 52 42810 22069 -10003 5199 17189 -4178 3552

~4598 CH 232 12139 7082 -1621 1066 3756 -0657 1301

CH-CM 312 10643 5645 -1491 0937 3324 -0867 1674

2002 B-CH 182 7582 3095 -0964 0103 3146 -0559 1341

~4598 B-CH-CM 914 6822 3037 -0057 0409 2262 -0251 1523

CH 371 11741 6469 -1811 1029 3771 -0786 1502

CH-CM 1129 9244 4321 -0392 0711 3046 -0519 1877

表 625 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンラインSE)

深度(m)

~(m) 岩盤分類

区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

2002 B-CH-CM 86 7081 2974 0455 0564 2358 0270 1750

~2502 CH 5 1745 0880 0361 0681 0447 -0006 0419

CH-CM 364 15816 5302 2182 0985 4708 0384 5806

2502 B-CH 52 3487 0952 0247 0027 1294 -0193 1242

~3002 B-CH-CM 359 6458 2528 0555 0369 2170 -0113 1759

CH-CM 89 5852 2948 0221 0437 1704 -0127 1201

3002 B-CH-CM 294 5682 3167 -0222 0285 1575 -0251 0940

~3502 CH-CM 206 6716 3302 -0107 0424 2415 -0447 0999

3502 B-CH 13 11357 4964 -2261 0170 4732 -0885 1661

~4002 B-CH-CM 123 10187 3887 -1971 0675 4568 -1162 1732

CH 89 9597 4539 -2857 0962 3586 -1167 1472

CH-CM 158 17177 7479 -4550 1023 7470 -2252 2228

4002 B-CH-CM 52 4639 2189 -1084 0526 1867 -0475 0583

~4598 CH 232 22391 13412 -2905 1951 6798 -1172 2180

CH-CM 312 8042 4291 -1136 0712 2514 -0672 1237

2002 B-CH 182 8749 3468 -1155 0115 3546 -0633 1736

~4598 B-CH-CM 914 7032 3167 -0160 0436 2390 -0301 1474

CH 371 10315 5799 -1609 0910 3292 -0697 1224

CH-CM 1129 11790 5496 -0569 0918 3905 -0646 2389

- 39 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(1)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

SW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

04

95

01

18

00

26

00

64

00

07

00

70

03

40

00

45

00

30

-00

05

00

20

02

97

00

14

00

64

00

33

~2502

C

H

5

18

98

05

86

00

80

06

64

-00

02

01

14

06

21

01

04

03

41

-00

92

-00

11

08

90

00

49

00

34

01

20

CH

-C

M

364

22

26

07

08

01

93

0827

00

67

03

07

17

61

02

60

04

34

-00

74

00

78

26

46

00

91

01

74

02

44

2502

B

-C

H

52

15

58

05

06

01

77

03

08

-00

94

00

87

23

02

01

91

02

74

-03

49

-00

43

24

93

00

32

00

04

-00

17

~3002

B

-C

H-C

M359

09

93

02

42

00

59

01

74

00

09

01

27

08

01

0057

01

31

-00

33

00

35

0733

00

10

-00

25

00

30

CH

-C

M

89

39

94

10

64

02

31

04

43

-00

96

04

59

18

58

01

90

00

73

-02

52

02

17

19

22

-00

39

00

94

01

73

3002

B

-C

H-C

M294

52

48

14

78

02

53

02

08

-01

96

02

69

18

24

01

66

-04

55

-02

80

02

18

15

83

-00

68

-00

34

01

41

~3502

C

H-C

M

206

85

74

26

15

04

63

04

63

-04

29

08

33

54

42

05

01

-05

68

-09

04

05

28

25

61

-01

58

-02

73

01

44

3502

B

-C

H

13

57

16

21

99

04

62

-14

10

-04

59

-00

14

50

85

06

50

-17

38

-10

47

04

23

11

71

-02

70

-00

04

-01

58

~4002

B

-C

H-C

M123

48

28

24

75

06

03

-13

70

-07

24

05

89

58

47

07

81

-21

11

-14

71

07

23

15

67

-03

40

-01

71

01

25

CH

89

28

98

16

24

03

48

-14

39

-05

02

05

05

18

12

03

42

-1

266

-05

13

03

97

07

29

-02

26

-02

02

01

17

CH

-C

M

158

88

61

47

55

11

20

-36

87

-15

11

09

12

86

11

12

05

-44

08

-23

31

12

47

14

83

-05

23

-05

04

-00

47

4002

B

-C

H-C

M52

47

61

25

49

05

03

-19

16

-05

64

09

22

29

18

04

27

-12

51

-05

79

05

64

0849

-02

59

-00

16

01

74

~4598

C

H

232

65

49

18

29

05

01

-14

84

-04

68

08

55

25

60

03

47

-04

51

-03

07

02

66

06

88

-01

15

-00

82

02

21

CH

-C

M

312

56

89

17

33

05

65

-14

09

-04

70

07

96

24

60

04

76

-05

42

-04

21

02

44

11

94

-01

63

-03

36

03

01

62

6 (

2)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

NW)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

08

47

02

02

00

45

01

10

00

13

01

20

05

84

00

81

00

51

-00

06

00

33

05

60

00

22

01

16

00

54

~2502

C

H

5

22

18

06

87

01

10

07

77

00

03

01

36

07

38

01

55

0

404

-00

81

-00

03

14

15

00

79

01

80

02

07

CH

-C

M

364

27

36

08

81

02

72

1003

00

90

03

90

21

61

03

36

05

19

-00

75

00

97

34

91

01

14

02

96

03

77

2502

B

-C

H

52

10

35

03

29

01

29

01

89

-00

57

00

70

15

61

01

33

01

75

-02

35

-00

25

17

47

00

26

00

25

00

29

~3002

B

-C

H-C

M359

22

95

05

68

01

39

03

83

00

20

02

91

18

62

0135

02

78

-00

73

00

83

1758

00

19

-00

54

00

81

CH

-C

M

89

13

21

03

45

00

70

01

42

-00

33

01

48

05

86

00

55

00

23

-00

79

00

69

05

25

-00

17

00

20

00

44

3002

B

-C

H-C

M294

40

61

11

32

02

06

01

25

-01

55

02

21

14

02

01

41

-03

93

-02

11

01

74

14

93

-00

51

-00

05

01

30

~3502

C

H-C

M

206

35

70

11

03

02

02

01

66

-01

89

03

45

22

54

02

17

-02

82

-03

79

02

35

11

18

-00

73

-01

06

00

68

3502

B

-C

H

13

56

76

22

56

04

65

-16

02

-04

66

00

07

50

18

06

54

-19

65

-10

43

04

79

11

81

-03

00

-00

01

-01

45

~4002

B

-C

H-C

M123

09

24

04

80

01

15

-02

65

-01

41

01

09

11

51

01

52

-04

16

-02

90

01

42

02

79

-00

63

-00

34

00

23

CH

89

09

90

05

61

01

25

-05

21

-01

78

01

75

06

30

01

22

-0

453

-01

81

01

38

02

65

-00

77

-00

75

00

37

CH

-C

M

158

17

26

09

29

02

21

-07

45

-02

98

01

69

16

91

02

45

-08

96

-04

59

02

45

03

28

-01

00

-00

98

-00

16

4002

B

-C

H-C

M52

44

49

24

92

04

48

-19

54

-05

63

08

88

29

18

0384

-13

58

-05

75

05

66

0399

-02

11

-01

49

03

11

~4598

C

H

232

16

50

04

60

01

27

-03

78

-01

18

02

15

06

45

00

87

-01

18

-00

76

00

67

01

67

-00

30

-00

19

00

56

CH

-C

M

312

17

31

05

26

01

76

-04

33

-01

42

02

43

07

48

01

46

-01

65

-01

26

00

73

03

71

-00

48

-01

02

00

97

- 40 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

26

(3)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑 スキャンライン

NE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

21

00

05

11

01

21

02

95

00

36

03

06

14

37

02

11

01

44

-00

24

00

85

14

76

00

66

02

33

01

49

~2502

C

H

5

27

41

08

74

01

39

09

88

-00

15

01

42

09

17

01

71

05

23

-01

30

-00

28

15

83

00

87

01

99

01

41

CH

-C

M

364

19

36

06

23

01

81

0726

00

61

02

79

14

93

02

33

03

87

-00

63

00

71

23

22

00

84

01

48

02

07

2502

B

-C

H

52

00

89

00

28

00

10

00

16

-00

05

00

06

01

35

00

12

00

15

-00

20

-00

02

01

32

00

02

00

02

00

01

~3002

B

-C

H-C

M359

09

70

02

35

0060

01

69

00

09

01

24

07

84

0062

01

26

-00

33

00

35

0779

00

11

-00

25

00

26

CH

-C

M

89

34

65

09

15

02

01

03

82

-00

94

03

81

15

51

01

55

00

64

-02

13

01

76

17

72

-00

35

00

28

00

92

3002

B

-C

H-C

M294

24

73

07

00

01

27

00

67

-00

91

01

40

08

57

00

87

-02

37

-01

31

01

09

09

23

-00

26

-00

11

00

83

~3502

C

H-C

M

206

32

83

10

08

01

90

01

95

-01

61

03

25

20

54

01

89

-02

12

-03

33

02

05

10

26

-00

58

-00

95

00

68

3502

B

-C

H

13

33

88

13

12

02

74

-08

76

-02

75

-00

13

30

00

03

85

-10

91

-06

21

02

64

07

04

-01

68

00

03

-00

92

~4002

B

-C

H-C

M123

21

92

11

33

0294

-06

29

-03

23

02

70

27

07

03

80

-09

76

-06

74

03

38

10

58

-01

48

-00

32

00

67

CH

89

23

69

13

49

03

04

-12

09

-04

14

04

23

15

16

02

93

-1

051

-04

28

03

26

08

12

-01

96

-01

75

01

09

CH

-C

M

158

36

57

19

81

04

80

-15

41

-06

24

03

60

35

88

05

16

-18

71

-09

75

05

17

08

54

-02

20

-02

18

-00

10

4002

B

-C

H-C

M52

132

72

74

93

13

03

-55

85

-18

37

27

82

85

86

11

10

-37

97

-18

98

18

57

11

39

-06

20

-04

43

09

02

~4598

C

H

232

52

22

14

50

04

10

-11

71

-03

66

06

87

20

28

02

78

-03

62

-02

37

02

16

06

14

-00

87

-00

54

01

93

CH

-C

M

312

40

10

12

29

04

06

-09

97

-03

29

05

53

17

54

03

41

-03

80

-02

96

01

65

09

27

-01

14

-02

41

02

21

62

6 (

4)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(換気立坑

スキャンライン

SE)

度(m

)

~(m

) 岩

盤分

類区

間長

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

2002

B

-C

H-C

M86

22

86

05

58

01

29

02

76

00

25

03

32

15

82

02

17

01

18

-00

29

00

96

14

03

00

61

02

74

01

50

~2502

C

H

5

06

51

02

01

00

28

02

28

00

00

00

39

02

13

00

33

0

117

-00

31

-00

04

03

58

00

17

00

25

00

40

CH

-C

M

364

37

36

12

13

03

53

1353

01

15

05

29

30

22

04

73

06

92

-01

04

01

36

49

80

01

36

03

73

04

51

2502

B

-C

H

52

06

61

02

10

00

80

01

20

-00

39

00

41

09

99

00

84

01

12

-01

51

-00

17

10

78

00

15

-00

03

-00

15

~3002

B

-C

H-C

M359

19

29

04

78

01

21

03

14

00

15

02

46

15

73

0120

02

29

-00

66

00

71

1518

00

13

-00

61

00

63

CH

-C

M

89

22

27

05

96

01

26

02

22

-00

54

02

53

10

04

01

04

00

27

-01

24

01

16

09

71

-00

28

00

51

00

81

3002

B

-C

H-C

M294

23

75

06

74

01

18

00

53

-00

99

01

33

08

21

00

80

-02

41

-01

36

01

08

07

42

-00

34

-00

15

00

57

~3502

C

H-C

M

206

24

24

07

44

01

34

01

21

-01

24

02

34

15

28

01

42

-01

80

-02

53

01

55

07

23

-00

48

-00

71

00

43

3502

B

-C

H

13

33

58

13

25

02

82

-09

34

-02

82

00

12

30

15

03

92

-11

49

-06

09

02

85

09

87

-01

77

00

05

-00

76

~4002

B

-C

H-C

M123

23

39

12

38

03

10

-07

07

-03

57

02

78

29

26

04

04

-10

86

-07

31

03

58

10

18

-01

77

-00

75

00

76

CH

89

26

81

15

14

03

44

-14

09

-04

80

04

88

17

46

03

26

-1

231

-04

92

03

78

08

02

-02

18

-01

95

01

36

CH

-C

M

158

44

56

24

23

05

99

-19

35

-07

78

04

62

44

02

06

45

-23

40

-12

05

06

60

09

84

-02

74

-02

69

00

30

4002

B

-C

H-C

M52

13

38

07

15

01

36

-05

99

-01

78

02

60

10

01

0151

-04

23

-01

97

01

79

0296

-00

62

-00

99

01

03

~4598

C

H

232

99

99

26

57

07

56

-21

61

-06

82

12

77

36

49

04

93

-05

74

-04

06

03

61

09

31

-01

70

-00

84

03

14

CH

-C

M

312

30

49

09

31

03

11

-07

62

-02

56

04

27

13

22

02

62

-02

90

-02

29

01

29

06

65

-00

84

-01

87

01

60

JAEA-Research 2012-002

- 41 -

622 水平坑道

(1) 水平坑道ごとのクラックテンソル

200m 予備ステージにおいて主立坑側から換気立坑側に向かって左側の側壁(左側壁)の

中間の高さに対して坑道軸方向に平行な方向にスキャンラインを設定したときスキャンライン

と交差した割れ目を図 623 に示すこの図においてスキャンラインは一点鎖線交差した割

れ目は実線で表わされている

図 623 スキャンラインと交差した割れ目(200m 予備ステージ)

スキャンラインと交差した割れ目について構造テンソルを算出すると以下のようになる

13341

2033110574

255611547116094

Esym

EE

EEE

Nij (610)

展開方法

投影方向

スキャンライン

主立坑側

換気立坑側No3+565

左側壁 右側壁

No0+485

No2+995

No3+075

データの 欠損区間

02

46

810m

N

10m

8m

6m

2m

4m

0m

JAEA-Research 2012-002

- 42 -

27431

3865421632

312033747128949

20601338463865424369

3747142328276742163218512

371163120310221274312894914453

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Nijkl

(611)

上記の式(610)式(611)の構造テンソルの算出では壁面観察結果および最小自乗法より求め

た割れ目のデータを用いた

スキャンラインと交差した割れ目の数は 99 本であったことから200m 予備ステージの割れ目

の密度 N(q)は

3003)( qN (本m) (612)

となった

割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q との内積の絶対値の平

均値 qn は以下のようになった

70890 qn (613)

交差した割れ目に対して42 節に記述したようにスキャンラインに接する接平面上に投影し

たときの割れ目の座標から割れ目のトレース長 t を算出したそれらを集計した結果200m 予

備ステージにおける割れ目のトレース長の頻度分布は図 624 のようになった

図 624 割れ目のトレース長の分布(200m 予備ステージ)

割れ目のトレース長の平均値 t とトレース長の 2 乗の平均値 2t は以下のようになった

9261t (m) (614)

44842 t (m2) (615)

同様にしてアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについても整理しまた 300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道についても割れ目の幾何学特

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

頻度

(本

トレース長(m)

200m予備ステージ(左側壁)200m 予備ステージ(左側壁)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

トレース長(m)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

頻度

(本)

JAEA-Research 2012-002

- 43 -

性(割れ目の密度 N(q)割れ目の単位法線ベクトル n とスキャンラインの単位法線ベクトル q と

の内積の絶対値の平均値 qn 割れ目のトレース長の平均値 t トレース長の 2 乗の平均値 2t

割れ目のトレース長のヒストグラム)を整理した整理した結果を表 627(1)~(4)に示す

整理した割れ目の幾何学特性を基にクラックテンソルを算出した式(315)式(612)~式(615)

より200m 予備ステージの F0は以下のようになった

66120 F (616)

式(39)式(310)式(610)式(611)式(616)より200m 予備ステージのクラックテンソル

FijFijklは以下のようになった

06901

1308101385

197110960108375

Esym

EE

EEE

Fij (617)

12082

2161617392

295232213202531

13421208582161601951

2213220431103761739206113

249982952302941120820253103634

Esym

EE

EEE

EEEE

EEEEE

EEEEEE

Fijkl

(618)

同様の方法によりアーチ左側アーチ右側右側壁のスキャンラインについてもクラックテ

ンソルを算出しさらに 300m 予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑

道についても同様にクラックテンソルを算出した算出結果を表 628 および表 629 に示す

- 44 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(1)割れ目の幾何学特性(

200m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

30

03

)(

q

N(本

m)

7089

0

qn

926

1

t(

m)

448

42

t(

m2 )

80

02

)(

q

N(本

m)

7878

0

qn

880

1

t(

m)

458

42

t(

m2 )

03

33

)(

q

N(本

m)

7674

0

qn

648

1

t(

m)

572

32

t(

m2 )

50

02

)(

q

N(本

m)

7313

0

qn

950

1

t(

m)

578

42

t(

m2 )

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

99

N

(本)

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

) 84

N

(本

)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

) 91

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

200m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

75

N

(本)

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

NN

N

- 45 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(2)割れ目の幾何学特性(

300m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

10

74

)(

q

N(本

m)

7857

0

qn

040

2

t(

m)

991

42

t(

m2 )

047

5)

(

qN

(本

m)

7614

0

qn

959

1

t(

m)

453

52

t(

m2 )

85

63

)(

q

N(本

m)

7146

0

qn

216

2

t(

m)

691

62

t(

m2 )

23

24

)(

q

N(本

m)

7789

0

qn

900

1

t(

m)

442

42

t(

m2 )

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

131

N

(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

161

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

123

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

予備

ステ

ージ

(右

側壁

135

N

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

N

N

- 46 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(3)割れ目の幾何学特性(

400m

予備ステージ)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(左

側壁

)(本)

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

134

N20

14

)(

q

N

7944

0

qn

077

2

t

184

52

t

277

2

t

873

62

t

915

2)

(

qN

7792

0

qn

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

左側

93

N

(本

)

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度

デー

タ区

400m

予備

ステ

ージ

(ア

ーチ

右側

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

トレ

ース

長の

ヒス

トグラ

90

N

0

10

20

30

40

50

60

70

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

400m

予備

ステ

ージ

(右側

壁)

148

N

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314 15

(本)

70

60

50

40

30

20

10 0

(本)

60

50

40

30

20

10 0

トレース

長のヒス

トグラ

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レース

長のヒス

トグラ

821

2)

(

qN

7982

0

qn

172

2

t

419

62

t

639

4)

(

qN

7208

0

qn

901

1

t

367

42

t

- 47 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

27

(4)割れ目の幾何学特性(深度

300m

研究アクセス坑道)

左側壁

アーチ左側

アーチ右側

右側壁

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

研究

アク

セス

坑道

(左

側壁

287

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

トレース長 (m)

1

2

3

45

67

89 10 11 12 13 14 15

トレ

ース

長のヒス

トグラ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

左側

247

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(ア

ーチ

右側

211

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

3

4

5

67

89

10

11

12

1314

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

頻度(本)

トレ

ース

長(m

300m

アク

セス

坑道

(右

側壁

295

N

(本)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10 0

トレース長 (m)

12

34

56

78

910

11

12

13 14 15

トレ

ース

長の

ヒス

トグ

ラム

レー

ス長

のヒ

ストグラ

トレース

長のヒス

トグラ

985

2)

(

qN

7016

0

qn

082

2

t

374

52

t

569

2)

(

qN

6918

0

qn

382

2

t

781

72

t

194

2)

(

qN

7479

0

qn

578

2

t

061

92

t

068

3)

(

qN

7336

0

qn

005

2

t

054

52

t

N

N

N

N

- 48 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

28

クラックテンソルのトレースと

2階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

F0

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFij

F11

F12

F13

F22

F23

F33

200m予

左側

12665

5837

1960

0197

5138

0131

1690

ステ

ージ

ーチ

左側

9926

4300

1883

0128

4053

-0011

1573

アー

チ右

側1009

3

4031

1784

0029

4413

0131

1649

左側

9457

3881

1405

0192

4265

0117

1311

300m予

左側

15065

7769

1743

0806

4982

-0032

2315

ステ

ージ

ーチ

左側

2173

8

1110

4

2920

0966

6952

-0025

3682

アー

チ右

側1919

8

9105

2017

0932

6184

0187

3909

左側

14964

7112

1476

0775

5507

-0080

2345

400m予

左側

15546

7562

0001

0599

6778

-0665

1206

ステ

ージ

ーチ

左側

1330

5

6666

-000

2

0662

5358

-0499

1281

アー

チ右

側1230

7

5943

0012

0455

5119

-0474

1245

左側

17423

8287

-0293

0647

7690

-0846

1446

300m研

左側

12937

5107

0226

0344

5802

0191

2028

アク

セス

ーチ

左側

1428

7

5337

0139

0251

6426

0171

2524

坑道

ーチ

右側

1215

2

4468

0200

0352

5635

0143

2049

左側

12422

4699

0142

0323

5766

0191

1956

62

9 ク

ラックテンソルのトレースと

4階のクラックテンソル(水平坑道)

坑道

SL

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m予

左側

43

63

12

53

02

21

12

94

00

40

0085

36

11

02

74

06

04

00

10

-00

22

11

95

00

62

00

81

01

34

ステ

ージ

ーチ左

30

96

09

79

02

25

12

03

-00

13

00

56

28

10

02

64

05

97

-00

46

-00

41

10

85

00

83

00

48

01

13

アーチ右

28

29

09

74

02

28

11

19

00

29

0046

31

23

03

17

05

91

00

38

-00

41

11

04

00

74

00

63

00

24

左側壁

28

21

08

95

01

64

09

68

00

38

0099

31

49

02

22

03

92

00

18

-00

07

09

24

00

46

00

61

01

00

300m予

左側

57

30

17

24

03

14

14

14

00

20

0544

29

88

02

69

03

55

-01

60

02

30

17

31

-00

26

01

08

00

33

ステ

ージ

ーチ左

80

76

23

55

06

73

23

71

-00

38

06

07

40

98

04

99

05

37

-00

84

02

60

25

10

00

12

00

97

01

00

アーチ右

65

58

19

59

05

88

17

45

00

99

0587

37

56

04

69

02

59

-01

02

03

29

28

52

00

13

01

90

00

17

左側壁

51

30

16

69

03

13

12

57

00

26

0509

35

45

02

93

02

40

-02

04

02

40

17

40

-00

21

00

98

00

25

400m予

左側

53

94

17

94

03

74

00

45

-02

03

04

02

45

86

03

97

-00

29

-03

57

01

41

04

35

-00

15

-01

04

00

55

ステ

ージ

ーチ左

48

01

14

69

03

96

00

93

-01

42

04

09

34

94

03

95

-01

02

-02

77

01

66

04

91

00

07

-00

80

00

87

アーチ右

42

00

13

70

03

73

00

56

-01

33

03

34

33

61

03

87

-00

66

-02

79

01

16

04

86

00

22

-00

62

00

04

左側壁

58

50

19

96

04

42

-01

02

-02

48

04

59

52

04

04

91

-02

05

-04

68

01

39

05

13

00

14

-01

29

00

48

300m研

左側

34

52

12

76

03

78

02

35

00

19

01

10

39

77

05

49

-00

51

00

98

01

73

11

01

00

41

00

74

00

60

アク

セス

ーチ左

35

13

13

44

04

80

02

53

00

29

00

60

44

26

06

56

-01

49

00

51

01

79

13

88

00

35

00

91

00

12

坑道

ーチ右

29

03

11

85

03

79

02

25

00

04

00

99

38

99

05

51

-00

66

00

81

01

72

11

19

00

41

00

58

00

81

左側壁

31

54

11

87

03

59

01

74

00

12

00

98

40

49

05

30

-00

74

01

07

01

67

10

67

00

43

00

72

00

58

SL

スキャンライン

JAEA-Research 2012-002

- 49 -

(2) 岩盤等級ごとのクラックテンソル

割れ目の走向傾斜やスキャンラインと交差した割れ目を岩盤等級ごとに集計しそれぞれの

岩盤等級ごとにクラックテンソルを算出した岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性を表 6210 (1)

(2)クラックテンソルの算出結果を表 6211(1)~(4)および表 6212(1)~(4)に示すなお

B-CH-CM 級とは一掘進長ごとに行っている壁面観察においてB 級CH 級CM 級の3つの

岩盤等級に判断された場所であることを示している

表 6210 (1)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

200m B-CH-CM 490m N(q) 1633 2245 5714 2245

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0474 0873 0834 0908

lttgt 1499 1991 1727 2476

ltt2gt 2779 4247 3645 6667

CH 1845m N(q) 3306 2710 2602 2710

lt∣n ∙ q∣gt 0721 0776 0702 0688

lttgt 2001 1783 1518 1779

ltt2gt 4800 4173 3145 3889

CH-CM 525m N(q) 4381 3810 2095 1714

lt∣n ∙ q∣gt 0753 0801 0803 0719

lttgt 1963 1940 1672 1907

ltt2gt 4384 4590 3441 4291

CH-CL 140m N(q) 5000 2143 2857 3571

lt∣n ∙ q∣gt 0609 0589 0989 0688

lttgt 1641 2697 2592 2571

ltt2gt 3500 9088 8552 7392

300m CH 390m N(q) 2308 3846 1795 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0829 0858 0930 0926

lttgt 1759 1606 2232 2334

ltt2gt 3828 3845 6107 5993

CH-CM 1105m N(q) 4887 5249 3258 3348

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0676 0740 0800

lttgt 1817 1651 2048 1857

ltt2gt 3975 3843 6043 4309

CM 720m N(q) 3750 5139 3889 5278

lt∣n ∙ q∣gt 0722 0720 0572 0688

lttgt 2020 2007 1804 1661

ltt2gt 4746 6076 5330 3476

CM-CL 775m N(q) 4516 5161 5290 5677

lt∣n ∙ q∣gt 0836 0848 0737 0757

lttgt 2246 2248 2324 1868

ltt2gt 5965 6668 6837 4231

CL-D 200m N(q) 3000 5500 5500 3000

lt∣n ∙ q∣gt 0929 0906 0773 0946

lttgt 3362 2848 3399 3191

ltt2gt 11314 9616 12108 10334

JAEA-Research 2012-002

- 50 -

表 6210 (2)岩盤等級ごとの割れ目の幾何学特性(水平坑道)

水平坑道 岩盤等級 区間

長 算出項目

スキャンライン

左側

壁 アーチ左側 アーチ右側

右側

400m CH 1365m N(q) 1978 2051 1465 2564

予備ステージ lt∣n ∙ q∣gt 0745 0758 0709 0677

lttgt 2175 2184 2390 2171

ltt2gt 5785 6162 7114 5637

CH-CM 420m N(q) 2143 2143 2381 3095

lt∣n ∙ q∣gt 0751 0590 0771 0627

lttgt 1877 1840 1664 1704

ltt2gt 4089 4430 4501 3867

CM 155m N(q) 6452 3226 2581 3226

lt∣n ∙ q∣gt 0806 0922 0868 0840

lttgt 1521 1057 1933 1523

ltt2gt 3010 1800 5285 2995

CM-CL 755m N(q) 6623 3179 4503 7550

lt∣n ∙ q∣gt 0855 0820 0896 0733

lttgt 2017 2800 2031 1697

ltt2gt 5022 9829 6002 3420

CM-CL-D 220m N(q) 7273 5455 6364 10000

lt∣n ∙ q∣gt 0789 0744 0741 0797

lttgt 2013 1967 2630 1954

ltt2gt 4716 5301 8259 4379

CL-D 275m N(q) 8000 5455 2909 5818

lt∣n ∙ q∣gt 0758 0847 0706 0713

lttgt 2475 2532 2180 2243

ltt2gt 6589 7888 6194 5783

深度 300m B 1080m N(q) 3148 1296 1019 2037

研究アクセス lt∣n ∙ q∣gt 0712 0572 0692 0836

坑道 lttgt 1743 2100 2892 2007

ltt2gt 3892 6358 12860 4786

B-CH 4950m N(q) 2667 2424 1980 2828

lt∣n ∙ q∣gt 0701 0721 0745 0689

lttgt 2067 2458 2482 1788

ltt2gt 5368 8522 8661 4088

CH 110m N(q) 4545 3636 0909 3636

lt∣n ∙ q∣gt 0906 0613 0348 0394

lttgt 2178 3234 6980 1079

ltt2gt 4832 15091 48714 1336

CH-CM 2765m N(q) 3291 3146 2857 3492

lt∣n ∙ q∣gt 0688 0683 0765 0781

lttgt 2170 2416 2617 2331

ltt2gt 5802 7527 9057 6682

CH-CM-CL 590m N(q) 3220 3051 2885 5000

lt∣n ∙ q∣gt 0685 0667 0780 0704

lttgt 2290 1800 2444 2123

ltt2gt 6162 3950 6666 5038

CM 120m N(q) 5000 3333 4167 3333

lt∣n ∙ q∣gt 0735 0622 0630 0735

lttgt 2248 2141 2641 1664

ltt2gt 5356 5953 7886 3885

JAEA-Research 2012-002

- 51 -

表 6211 (1)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン左側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7523 2563 1464 0326 3056 0041 1904

ステージ CH 1845m 12954 6284 1934 0238 5189 0142 1481

CH-CM 525m 15315 6256 2375 -0041 7014 0225 2044

CH-CL 140m 20620 13784 2673 -0961 4138 -0280 2699

300m 予備 CH 390m 7139 3224 0633 0236 2279 -0008 1636

ステージ CH-CM 1105m 16610 8777 1338 1276 4825 -0168 3008

CM 720m 14376 8006 1457 0794 4639 0089 1731

CM-CL 775m 16894 8348 3115 0350 6842 -0082 1705

CL-D 200m 12806 6706 3100 0927 4944 0624 1156

400m 予備 CH 1365m 8323 4486 -0829 0449 3244 -0536 0593

ステージ CH-CM 420m 7327 3553 0041 0231 3030 -0652 0744

CM 155m 18668 9030 1181 -0773 8335 -1340 1303

CM-CL 755m 22716 9541 1956 0323 11228 -1246 1947

CM-CL-D 220m 25438 12978 1441 2342 10430 1514 2031

CL-D 275m 33114 14597 2375 1093 16525 0983 1992

深度 300m B 1080m 11641 4376 -0049 0205 5437 0293 1828

研究アクセス B-CH 4950m 11632 3876 0006 0526 5797 0511 1959

坑道 CH 110m 13120 4221 0214 -0532 5900 -0732 2999

CH-CM 2765m 15074 7502 0500 0127 5456 -0503 2117

CH-CM-CL 590m 14894 7088 1762 0087 6362 -0219 1444

CM 120m 19100 11206 1762 -1820 3841 0247 4053

表 6211 (2)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ左側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 6462 2481 1734 0210 2621 -0004 1359

ステージ CH 1845m 9630 4481 1695 0212 3802 0014 1347

CH-CM 525m 13263 4632 2508 -0394 6291 -0094 2340

CH-CL 140m 14438 5889 2583 -0363 4325 -0427 4224

300m 予備 CH 390m 12648 5597 1718 0448 4252 0164 2799

ステージ CH-CM 1105m 21287 10860 1709 1300 6269 -0134 4158

CM 720m 25459 13201 3126 1204 8230 -0006 4029

CM-CL 775m 21274 11529 4453 0527 7260 -0142 2485

CL-D 200m 24163 13199 6655 0363 8737 0465 2227

400m 予備 CH 1365m 8992 4878 -0805 0570 3449 -0513 0664

ステージ CH-CM 420m 10300 4951 -0039 0564 4063 -0677 1286

CM 155m 7018 3038 0683 -0263 3455 -0527 0525

CM-CL 755m 16030 6868 0820 0309 7416 -0876 1745

CM-CL-D 220m 23286 11963 1760 2129 7909 1372 3414

CL-D 275m 23640 13234 2686 1495 8532 0844 1874

深度 300m B 1080m 8090 2899 0044 0028 3672 0148 1519

研究アクセス B-CH 4950m 13740 4363 -0076 0512 6883 0584 2494

坑道 CH 110m 32596 12161 -0173 -1233 12319 -1730 8116

CH-CM 2765m 16902 7839 0338 -0060 6311 -0521 2752

CH-CM-CL 590m 11826 5099 1158 0120 4920 -0593 1807

CM 120m 17550 9864 1094 -2213 3963 0329 3723

JAEA-Research 2012-002

- 52 -

表 6211 (3)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンラインアーチ右側)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 17046 5250 3632 0291 8667 0835 3130

ステージ CH 1845m 9044 3901 1446 0024 3720 0045 1423

CH-CM 525m 6323 2099 1166 -0058 3128 0061 1095

CH-CL 140m 11224 5837 3981 -0056 3840 0259 1548

300m 予備 CH 390m 6220 2860 0572 0194 1955 -0003 1405

ステージ CH-CM 1105m 15304 7147 1259 1447 4570 0152 3587

CM 720m 23656 10879 2065 0568 7474 0382 5303

CM-CL 775m 24878 12421 3783 0348 8741 0123 3715

CL-D 200m 29865 15247 4831 0913 12154 0985 2464

400m 予備 CH 1365m 7251 3753 -0745 0351 2885 -0432 0614

ステージ CH-CM 420m 9840 4931 0244 0183 3849 -0918 1060

CM 155m 9579 4581 0501 -0071 4172 -0525 0826

CM-CL 755m 17506 7465 1787 0215 8210 -0820 1832

CM-CL-D 220m 31750 14848 2285 3005 11749 2713 5154

CL-D 275m 13803 6927 0296 0525 5629 0352 1247

深度 300m B 1080m 7710 2782 -0040 0136 3600 0177 1328

研究アクセス B-CH 4950m 10929 3441 -0016 0567 5542 0425 1946

坑道 CH 110m 21477 8057 0117 -1007 7650 -0968 5770

CH-CM 2765m 15216 6745 0534 0074 6147 -0572 2323

CH-CM-CL 590m 11880 5280 1384 -0012 5181 0038 1420

CM 120m 23257 13536 1595 -1867 4636 0236 5085

表 6211 (4)岩盤等級ごとの 2 階のクラックテンソル(水平坑道 スキャンライン右側壁)

水平坑道 岩盤分類 区間長

(m) F0

2 階のクラックテンソル Fij

F11 F12 F13 F22 F23 F33

200m 予備 B-CH-CM 490m 7841 2520 1793 0326 3455 0068 1866

ステージ CH 1845m 10144 4515 1409 0249 4429 0157 1200

CH-CM 525m 6315 1925 0839 -0031 3418 0045 0972

CH-CL 140m 17581 8902 2331 -0642 6378 -0343 2300

300m 予備 CH 390m 8373 3825 0938 0294 2775 0018 1772

ステージ CH-CM 1105m 11444 5569 0800 0956 3635 -0111 2240

CM 720m 18913 9252 1364 0529 7252 -0109 2409

CM-CL 775m 20013 9302 2651 0671 8737 -0146 1974

CL-D 200m 12095 5229 2943 0648 5798 0219 1068

400m 予備 CH 1365m 11579 5991 -1335 0678 4765 -0739 0824

ステージ CH-CM 420m 13193 6449 -0156 0294 5320 -1207 1423

CM 155m 8895 3661 0153 -0307 4563 -0731 0672

CM-CL 755m 24449 9818 0872 0141 12314 -1669 2317

CM-CL-D 220m 33124 16961 3282 2941 13412 2322 2751

CL-D 275m 24788 12375 2065 0666 10646 -0039 1768

深度 300m B 1080m 6844 2394 0065 0156 3267 0210 1183

研究アクセス B-CH 4950m 11063 3726 -0055 0510 5462 0456 1875

坑道 CH 110m 13456 5529 -0034 -0598 4525 -0570 3403

CH-CM 2765m 15106 6548 0257 0054 6496 -0414 2063

CH-CM-CL 590m 19841 9430 2383 0164 8544 -0259 1867

CM 120m 12479 6890 0673 -1210 2936 0235 2652

- 53 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (1

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン左側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

18

07

06

84

00

71

08

34

00

44

00

97

23

29

00

43

06

01

-01

54

00

01

17

89

00

30

01

51

02

28

ステ

ージ

C

H

184

5m

47

79

12

67

02

38

13

82

00

52

01

13

36

64

02

58

04

87

00

26

-00

06

09

84

00

65

00

64

01

32

CH

-C

M

52

5m

43

31

16

13

03

13

12

91

-00

12

00

31

47

69

06

33

10

02

01

51

-01

19

10

99

00

82

00

86

00

48

CH

-C

L

14

0m

112

51

24

09

01

24

15

10

-01

01

-07

35

16

96

00

33

11

18

-00

22

-00

52

25

41

00

45

-01

57

-01

75

300m

予備

C

H

39

0m

21

52

08

97

01

74

05

81

-00

04

01

56

12

67

01

15

00

75

-00

60

01

09

13

46

-00

23

00

56

-00

29

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

64

82

20

00

02

95

13

64

-00

34

07

23

25

40

02

85

00

72

-02

67

04

06

24

28

-00

97

01

33

01

47

CM

72

0m

64

19

11

89

03

98

10

91

00

31

07

78

31

67

02

84

03

51

00

70

01

00

10

49

00

16

-00

13

-00

84

CM

-C

L

77

5m

59

76

20

36

03

35

2022

00

58

02

28

44

97

03

09

10

40

-03

08

00

96

10

61

00

53

01

69

00

26

CL-D

20

0m

47

17

18

57

01

31

25

68

03

39

06

26

28

40

02

46

0495

00

07

02

67

07

79

00

36

02

78

00

34

400m

予備

C

H

136

5m

32

34

10

87

01

65

-04

15

-01

67

02

89

19

65

01

92

-03

75

-02

66

01

34

02

37

-00

39

-01

03

00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

26

40

06

68

02

44

01

88

-01

47

00

95

21

18

02

44

-01

75

-04

27

00

74

02

56

00

29

-00

78

00

62

CM

15

5m

72

05

15

96

02

29

08

26

-02

40

-07

34

62

16

05

23

0393

-06

57

-00

55

05

50

-00

38

-04

43

00

17

CM

-C

L

75

5m

64

00

27

01

04

41

08

53

-02

66

03

29

78

69

06

58

10

87

-09

01

00

02

08

48

00

17

-00

78

-00

07

CM

-C

L-D

22

0m

93

48

26

58

09

72

10

41

01

28

16

74

70

56

07

16

04

24

10

88

04

15

03

43

-00

24

02

97

02

53

CL-D

27

5m

103

05

31

37

11

55

13

17

-00

20

08

05

128

50

05

38

09

29

09

91

01

01

03

00

01

28

00

12

01

87

深度

300m

B

108

0m

29

50

11

15

03

10

02

46

01

29

00

28

38

19

05

02

-03

08

02

16

01

32

10

15

00

13

-00

52

00

46

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

78

12

64

03

34

01

57

00

72

01

57

39

28

0

605

-01

99

02

84

02

87

10

21

00

48

01

55

00

83

坑道

C

H

11

0m

27

26

10

24

04

70

0335

-01

48

-03

26

42

26

06

50

00

30

-03

59

-00

76

18

79

-01

51

-02

25

-01

30

CH

-C

M

276

5m

58

05

12

38

04

60

00

91

-01

43

01

01

38

06

04

13

03

44

-02

98

-00

21

12

44

00

65

-00

62

00

47

CH

-C

M-C

L

59

0m

51

63

15

33

03

92

14

59

-00

60

00

45

44

33

03

96

03

02

-02

69

-00

64

06

56

00

00

01

11

01

06

CM

12

0m

87

73

14

36

09

97

14

24

01

71

-07

48

17

18

06

87

04

50

-02

32

-00

76

23

68

-01

12

03

08

-09

96

- 54 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (2

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ左側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

16

91

07

28

00

61

09

92

00

24

00

66

18

50

00

43

07

10

-01

30

-00

13

12

55

00

32

01

02

01

57

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

47

09

04

02

30

11

80

00

13

01

00

26

71

02

27

04

44

-00

21

-00

13

08

89

00

72

00

22

01

24

CH

-C

M

52

5m

28

10

14

45

03

77

12

62

-01

82

-01

37

41

32

07

14

10

46

-00

22

-02

25

12

50

02

00

01

10

-00

32

CH

-C

L

14

0m

45

68

11

96

01

25

16

95

-00

90

-04

73

30

65

00

64

08

47

-02

81

00

11

40

34

00

40

-00

56

00

99

300m

予備

C

H

39

0m

35

73

16

59

03

66

11

96

-00

13

02

23

23

26

02

66

05

00

-00

12

01

79

21

66

00

23

01

88

00

46

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

78

42

24

34

05

84

19

03

-00

68

07

09

33

54

04

82

-00

69

-01

45

04

14

30

92

-01

26

00

80

01

77

CM

72

0m

102

73

18

75

10

52

24

63

-01

28

10

54

56

14

07

40

0555

02

15

00

92

22

36

01

08

-00

93

00

58

CM

-C

L

77

5m

85

70

23

13

06

46

3092

00

22

03

34

45

25

04

23

12

42

-02

83

01

18

14

16

01

18

01

19

00

75

CL-D

20

0m

91

98

34

74

05

27

48

84

02

27

02

89

48

21

04

42

1541

-00

06

02

71

12

58

02

30

02

44

-01

97

400m

予備

C

H

136

5m

35

12

11

76

01

91

-03

89

-01

51

03

66

20

61

02

13

-03

87

-02

62

01

63

02

60

-00

29

-00

99

00

42

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

02

08

38

04

11

02

81

-01

45

02

50

28

54

03

71

-03

37

-04

21

01

14

05

04

00

17

-01

10

02

00

CM

15

5m

23

04

06

44

00

90

03

60

-00

86

-02

48

25

72

02

39

0314

-02

71

-00

14

01

96

00

08

-01

70

-00

01

CM

-C

L

75

5m

47

95

16

96

03

78

04

44

-02

07

02

57

51

73

05

47

03

89

-06

16

00

42

08

20

-00

13

-00

52

00

09

CM

-C

L-D

22

0m

86

03

20

24

13

36

10

05

01

11

12

08

48

92

09

93

04

97

09

76

05

67

10

85

02

58

02

84

03

55

CL-D

27

5m

95

91

25

16

11

26

18

37

02

18

10

52

55

56

04

60

0690

05

80

02

55

02

88

01

59

00

46

01

88

深度

300m

B

108

0m

18

91

07

42

02

66

02

15

00

73

-00

28

25

74

03

56

-01

80

01

16

01

06

08

97

00

09

-00

42

-00

50

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

24

70

14

67

04

27

01

89

00

96

01

34

46

69

0

747

-03

11

02

86

03

15

13

20

00

46

02

03

00

63

坑道

C

H

11

0m

81

35

28

20

12

06

1187

-03

33

-08

34

75

19

19

80

-08

53

-05

51

-01

53

49

29

-05

07

-08

47

-02

46

CH

-C

M

276

5m

59

48

12

46

06

44

00

60

-01

19

00

29

45

56

05

08

02

19

-03

95

-00

56

16

00

00

59

-00

07

-00

32

CH

-C

M-C

L

59

0m

36

68

10

75

03

56

10

85

-00

74

00

15

32

96

05

49

00

98

-04

07

00

39

09

02

-00

25

-01

11

00

66

CM

12

0m

78

88

09

70

10

07

11

21

-00

11

-11

61

23

26

06

68

0029

00

82

-01

27

20

49

-00

57

02

59

-09

25

- 55 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (3

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道 ス

キャンラインアーチ右側)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

32

52

18

41

01

57

19

97

01

14

00

92

65

19

03

07

16

25

03

79

-00

81

26

66

00

10

03

42

02

80

ステ

ージ

C

H

184

5m

28

70

08

01

02

30

09

99

00

28

00

61

26

43

02

76

03

77

-00

12

-00

35

09

17

00

70

00

29

-00

03

CH

-C

M

52

5m

12

45

06

89

01

65

05

97

-00

20

-00

19

21

04

03

35

04

89

00

33

-00

48

05

95

00

80

00

49

00

10

CH

-C

L

14

0m

39

43

17

93

01

01

20

70

01

25

-01

57

19

85

00

62

18

46

02

11

01

87

13

85

00

64

-00

76

-00

87

300m

予備

C

H

39

0m

19

32

07

71

01

57

05

21

-00

03

01

23

10

84

01

00

00

67

-00

48

00

97

11

49

-00

16

00

48

-00

26

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

49

62

17

75

04

10

12

56

00

69

07

25

23

99

03

96

00

15

-01

56

05

15

27

81

-00

13

02

39

02

08

CM

72

0m

83

30

15

20

10

29

14

70

00

67

07

58

52

76

06

78

05

39

01

94

00

72

35

95

00

56

01

21

-02

62

CM

-C

L

77

5m

92

37

24

10

07

75

2960

02

35

03

00

57

25

06

07

07

54

-02

44

01

68

23

33

00

69

01

32

-01

20

CL-D

20

0m

109

50

38

59

04

38

50

30

04

65

05

88

77

66

05

28

-02

95

00

03

03

20

14

97

00

96

05

17

00

04

400m

予備

C

H

136

5m

26

77

09

22

01

53

-03

92

-01

31

02

42

17

86

01

77

-03

11

-02

21

01

14

02

84

-00

42

-00

80

-00

05

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

37

03

08

43

03

84

03

65

-02

25

00

71

26

89

03

16

-01

71

-05

71

00

70

03

59

00

49

-01

21

00

41

CM

15

5m

35

70

08

23

01

88

04

36

-00

20

-01

73

30

39

03

11

0043

-02

89

00

46

03

27

00

21

-02

15

00

55

CM

-C

L

75

5m

49

17

20

67

04

81

08

35

-01

47

02

60

55

48

05

95

08

29

-05

70

00

42

07

57

01

22

-01

03

-00

86

CM

-C

L-D

22

0m

104

07

26

82

17

59

12

49

04

48

21

56

73

16

17

51

05

67

14

14

06

10

16

44

04

69

08

51

02

39

CL-D

27

5m

50

19

12

57

06

51

05

56

-00

18

05

05

40

14

03

58

-02

55

02

83

-00

74

02

38

-00

06

00

87

00

94

深度

300m

B

108

0m

18

47

07

19

02

16

01

97

00

78

00

14

25

16

03

65

-02

30

01

17

00

99

07

47

-00

07

-00

19

00

23

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

19

33

11

73

03

35

01

45

00

58

01

70

37

86

0

582

-02

15

02

40

02

86

10

28

00

53

01

28

01

11

坑道

C

H

11

0m

52

94

18

50

09

13

0633

-02

75

-06

32

45

95

12

05

-02

20

-02

65

-01

23

36

52

-02

97

-04

28

-02

53

CH

-C

M

276

5m

49

91

12

61

04

93

01

23

-01

65

00

16

44

21

04

66

03

49

-03

13

-00

18

13

64

00

62

-00

95

00

77

CH

-C

M-C

L

59

0m

38

08

11

47

03

25

11

24

-00

48

00

31

35

57

04

77

02

51

-00

52

-01

03

06

17

00

08

01

37

00

60

CM

12

0m

106

25

15

58

13

52

11

74

01

58

-05

80

22

44

08

35

0559

-02

98

-01

20

28

98

-01

38

03

76

-11

67

- 56 -

JAEA-Research 2012-002

表 6

21

2 (4

)岩盤等級ごとの

4階のクラックテンソル(水平坑道

スキャンライン右側壁)

水平

坑道

盤分

区間

(m)

4階

のク

ラッ

クテ

ンソ

ルFijk

l

F1111

F1122

F1133

F1112

F1123

F1131

F2222

2 F2233

F2212

F2223

F2231

F3333

F3312

F3323

F3331

200m

予備

B

-C

H-C

M

49

0m

17

45

07

05

00

70

09

55

00

45

00

95

27

06

00

44

08

08

-01

25

00

08

17

52

00

30

01

48

02

23

ステ

ージ

C

H

184

5m

33

77

09

47

01

90

10

52

00

59

01

38

32

60

02

22

03

05

00

48

00

10

07

88

00

52

00

50

01

01

CH

-C

M

52

5m

11

73

06

26

01

26

04

89

-00

23

00

14

24

84

03

08

03

17

00

29

-00

63

05

37

00

32

00

39

00

18

CH

-C

L

14

0m

66

87

21

13

01

03

21

12

-01

02

-04

96

42

35

00

31

01

81

-01

07

00

02

21

67

00

38

-01

34

-01

49

300m

予備

C

H

39

0m

25

57

10

75

01

93

07

57

00

07

01

99

15

74

01

26

02

03

-00

50

01

26

14

53

-00

22

00

61

-00

31

ステ

ージ

C

H-C

M

110

5m

39

40

14

12

02

17

09

28

-00

08

05

24

20

10

02

13

-00

54

-02

03

03

22

18

10

-00

74

00

99

01

10

CM

72

0m

71

98

15

29

05

25

09

72

-00

55

06

31

52

57

04

66

03

21

00

20

00

63

14

18

00

70

-00

73

-01

65

CM

-C

L

77

5m

68

46

20

86

03

70

1962

01

41

04

32

62

72

03

79

06

51

-04

78

02

01

12

25

00

38

01

90

00

38

CL-D

20

0m

34

08

17

02

01

19

20

40

02

36

04

92

38

32

02

64

0856

-02

50

01

31

06

86

00

48

02

33

00

25

400m

予備

C

H

136

5m

42

61

15

07

02

23

-07

13

-02

24

04

38

29

89

02

70

-05

66

-03

72

02

00

03

31

-00

56

-01

43

00

40

ステ

ージ

C

H-C

M

42

0m

47

61

12

08

04

80

02

18

-02

88

01

17

36

63

04

49

-04

60

-07

49

01

17

04

94

00

86

-01

70

00

60

CM

15

5m

29

80

05

76

01

05

01

50

-01

02

-02

88

37

01

02

86

0021

-03

99

-00

28

02

80

-00

18

-02

29

00

09

CM

-C

L

75

5m

64

85

27

96

05

38

03

08

-03

82

02

75

86

93

08

25

04

45

-11

21

-00

53

09

54

01

18

-01

65

-00

80

CM

-C

L-D

22

0m

123

72

33

40

12

50

20

95

02

89

20

17

90

37

10

35

10

61

15

68

05

59

04

67

01

26

04

65

03

65

CL-D

27

5m

85

64

27

80

10

32

14

54

-02

16

06

72

74

02

04

64

05

11

01

74

-02

03

02

72

01

00

00

03

01

97

深度

300m

B

108

0m

15

77

06

31

01

86

01

80

00

71

00

09

23

02

03

33

-01

33

01

41

01

10

06

64

00

18

-00

02

00

38

研究

アク

セス

B

-C

H

495

0m

22

12

11

90

03

23

01

20

00

62

01

60

37

04

0

568

-02

24

02

54

02

70

09

84

00

48

01

39

00

81

坑道

C

H

11

0m

38

86

11

04

05

38

0273

-01

61

-03

76

27

10

07

11

-01

32

-01

56

-00

72

21

54

-01

75

-02

53

-01

49

CH

-C

M

276

5m

49

39

11

81

04

27

-00

49

-01

42

00

39

48

95

04

19

02

44

-02

17

-00

21

12

17

00

61

-00

55

00

36

CH

-C

M-C

L

59

0m

71

19

18

15

04

96

17

74

-00

54

01

34

61

81

05

48

06

02

-03

45

-01

04

08

23

00

07

01

40

01

34

CM

12

0m

55

96

06

46

06

47

05

96

00

94

-05

12

18

32

04

58

01

51

-00

61

-00

47

15

47

-00

74

02

02

-06

51

JAEA-Research 2012-002

- 57 -

63 算出結果のまとめ

631 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果

換気立坑の深度ごとおよび水平坑道ごとの割れ目の密度 )(qN トレース長の平均値 t ク

ラックテンソルのトレース 0F の算出結果をそれぞれ図 631(1)~(3)に示す

(1) 割れ目の密度

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は0604~2020(本m)となったスキャン

ラインの位置による差異はほとんど認められず深度が深くなるにつれて割れ目の密度 )(qN は

やや減少する傾向にあることが分かった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は2194~5047(本m)となり換気立

坑よりも割れ目の密度が大きいことが分かったこれは水平坑道の方が換気立坑よりも高傾斜

の割れ目を捉えやすいためであると考えられるまた深度 300m 予備ステージの割れ目の密

度が他の水平坑道に比べて大きいことが分かったスキャンラインの位置や深度に伴う変化に

ついては明瞭な関係は認められなかった

(2) トレース長の平均値

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は1258~2949(m)となったスキャンラ

インの位置による差異についてSWNW のスキャンラインの方が NESE に比べてやや大

きいことが分かった深度に伴う変化については明確な傾向はほとんど認められない

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は1648~2578(m)となった値の

変動幅は換気立坑部に比べ少なくスキャンラインの位置や深度に伴う変化については明瞭

な関係は認められなかった

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について 50m 区間ごとに集計した結果は 0F =4170~21450 となったSW のス

キャンラインの深度 300m~350m350m~400m400m~450m で高い値を示しそれぞれ

177802145015390 となったこの 3 区間を除けば 0F =4170~13675 となった

水平坑道について各深度の坑道ごとに集計した結果は 0F =9457~21740 となった300m

予備ステージでは大きな値を示し200m 予備ステージでは相対的に小さな値を示した水平

坑道の値は換気立坑に比べてやや高い値を示した

JAEA-Research 2012-002

- 58 -

図 631 クラックテンソルのパラメータの算出結果

00

100

200

300

400

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

10

20

30

40

50

60

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

トレ

ース

長の

平均

値lttgt(m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

左側壁 アーチ

左側

アーチ

右側

右側壁

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200m予備

300m予備

400m予備

深度300m研究アクセス

00

20

40

60

80

100

SW NW NE SE

割れ

目密

度N(q)(本m

)

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

00

100

200

300

400

SW NW NE SE

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

200~250m

250~300m

300~350m

350~400m

400~460m

割れ目の密度

トレース長の平均

クラックテンソルのトレース(左図換気立坑右図水平坑道)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

JAEA-Research 2012-002

- 59 -

632 換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの算出結果

換気立坑および水平坑道の岩盤等級ごとの割れ目の密度トレース長の平均値クラックテン

ソルのトレースの算出結果を図 632 に示す

算出したクラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係を調査するために岩盤等級を点

数化しグラフに表記している具体的には図中の横軸の岩盤等級はB 級=5 点CH 級=35

点CM 級=3 点CL 級=25 点D 級=1 点と点数を割り当て岩盤等級を点数化している(C 級

が CHCMCL と細分化されていることを考慮)例えばある観測区間において岩盤等級が

B-CH-CM 級と判断された場合5times13 +35times13+ 3times13 = 38(点)としているグラフにおい

て割れ目の密度トレース長クラックテンソルのトレースは岩盤等級が低いほど大きな値

をとり高いほど小さな値をとることが予想されるので横軸を岩盤等級とした場合のグラフは

右下がりになることが予想される

(1) 割れ目の密度

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0385~3371(本m)となった岩盤等級

が低くなると 2(本m)を越えるような値が認められ岩盤等級が高くなると 2(本m)以下の値が

大きな割合を示している

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0909~10000(本m)となった岩盤等

級が高くなるに伴い割れ目の密度が低下する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとな

った

(2) トレース長の平均値

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は0889~4171(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっている

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は1057~6980(m)となった岩盤等級に

よる差異はほとんど認められずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値の範囲に収まっており換

気立坑と同様の傾向が認められた

(3) クラックテンソルのトレース

換気立坑について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =0457~4281 となった岩盤等級が

低下するに伴いわずかに増加する傾向が認められるが等級間の差異はほとんど認められな

水平坑道について岩盤等級ごとに集計した結果は 0F =622~33124 となった岩盤等級が

低下するに伴い増大する傾向が認められ想定通り右下がりのグラフとなった

JAEA-Research 2012-002

- 60 -

図 632 クラックテンソルのパラメータと岩盤等級との関係

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=35点 CM=3点 CL=25点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

割れ

目の

密度

N(q) (本

m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

割れ目の密度

換気立坑 水平坑道

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6

トレ

ース

長の

平均

lttgt (m)

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

(左図換気立坑右図水平坑道)

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

左側壁

アーチ左

アーチ右

右側壁

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

クラ

ック

テン

ソル

のト

レー

スF0

岩盤等級

(B=5点 CH=4点 CM=3点 CL=2点 D=1点)

SW

NW

NE

SE

クラックテンソルのトレース

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

(B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点) (B=5 点 CH=35 点 CM=3 点 CL=25 点 D=1 点)

換気立坑 水平坑道

換気立坑 水平坑道

トレース長の平均

JAEA-Research 2012-002

- 61 -

64 考察

641 換気立坑の 50m 区間および水平坑道ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑と水平坑道とを比較すると水平坑道の方

がやや高い値を示したクラックテンソルのトレースは割れ目の密度と割れ目のトレース長によ

り決定され割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関がある(31 節参照)割れ目のトレース長

は換気立坑と水平坑道とでは大きな差異はないが割れ目の密度は水平坑道の方が換気立坑より

も大きな値を示している(図 631 参照)これは瑞浪超深地層研究所では高角度の傾斜の割れ目

が卓越しそのような割れ目は幾何学的に換気立坑よりも水平坑道の方が交差しやすいため水

平坑道での割れ目の密度が大きくなりその結果クラックテンソルのトレースについても水平坑

道の方が大きくなったと考えられる

また2009 年度の調査研究 5)では換気立坑の深度 335m~365m の壁面観察結果から算出し

たクラックテンソルのトレースは 0F =9138 であった2010 年度の調査研究では深度 3002m

~3502m の平均値は 0F =10411深度 3502m~4002m の平均値は 0F =13675 となり若干大き

な値を示したこれは割れ目のトレース長の算出方法が異なるためであると考えられる割れ目

のトレース長の算出方法について 2009 年度の調査研究 5)では2004 年度の予察的解析結果 3)に

て使用した値を引用したがこの値はわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す特性曲線 10)および累積頻度分布の結果 11)を基に算出したものである

2010 年度の調査研究では坑道のような曲面状の壁面に現れる割れ目のトレース長の算出方法を

新たに提案し原位置の割れ目の情報から割れ目のトレース長を算出したこれにより原位置の

割れ目の分布特性を直接解析にとりこめるようになりより原位置のデータを反映した解析方法

が確立された

642 岩盤等級ごとの算出結果についての考察

クラックテンソルのトレース 0F について換気立坑では岩盤等級の低下に伴いクラックテンソ

ルのトレースの増加は明確には認められなかったが水平坑道では岩盤等級の低下に伴いクラッ

クテンソルのトレースが明確に増加し両者に負の相関が認められたこれは水平坑道では岩盤

等級の低下に伴い割れ目の密度の増大が認められるためであると考えられる(図 632 参照)前

述のように水平坑道の方が瑞浪超深地層研究所で卓越する高傾斜の割れ目をより捉えることが

でき割れ目密度の局所的な変化を明瞭に捉えることができたため水平坑道では割れ目密度と

岩盤等級に明瞭な負の相関が認められたと考えられるただし換気立坑については岩盤等級の

変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が必

要である

クラックテンソルのトレースと岩盤の等価剛性との間には負の相関がありクラックテンソル

のトレースが大きくなると岩盤の等価剛性は小さくなるよって瑞浪超深地層研究所の水平坑

道では岩盤等級に基づき割れ目を含んだ岩盤の等価剛性をある程度推定することができる可能

性があることが分かった今回の検討では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性などの物性

分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆しており地表からの計画段階で設定した

岩盤等級に基づく物性分布の理論的な根拠となり得ることを示すことができた

JAEA-Research 2012-002

- 62 -

7 瑞浪超深地層研究所におけるモデル化のための条件設定の検討

本章では6 章の換気立坑および水平坑道のクラックテンソルの算出結果および力学試験デー

タを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長との関係を整理して瑞浪超深地層研究所用

地における REV(Representative Elementary Volume代表要素体積)6)の検討を実施する

REV や関連する付帯情報は今後実施される第 3 段階における調査研究の調査位置範囲試験

のサンプル数を決定する際の情報として活用される

71 REV の概要

REV とは寸法効果を定量的に表現する指標であり不連続体を等価な連続体とみなして解

析解釈する際の最小体積を意味する

小田ら 1)を参考にすると REV は以下のように説明されている

ある領域(V )の変形特性を調べたいとする領域V 全体を試験サンプルとし試験を実施した

いがそれが困難な場合は領域V から適当な部分領域V ( V )をサンプリングし試験を実施する

こととなるこのときV の変形特性がV の変形特性を十分に代表しているか否かが重要である

V の変形特性を基準としある許容誤差を設定するV の変形特性がV の変形特性と比較して

常に許容誤差の範囲であればV はV の変形特性を代表しているものとしその時の領域を mV と

するとその mV は領域V の変形特性について設定した許容誤差における REV であると言える

許容誤差を大きく設定すれば mV は小さくなりいかなる誤差も許容しないのであれば VVm と

なる

2010 年度の調査研究では以上の小田ら 1)の研究報告を考慮し任意の区間長および基準とな

る最大区間長を設定しそれぞれの設定区間長でクラックテンソルを算出する基準となる最大

区間長におけるクラックテンソルと任意の区間長におけるクラックテンソルとの差を求め区間

長を変化させたときのクラックテンソルの差の変化から REV を算出するさらにクラックテン

ソルおよび力学試験データを用いて岩盤の等価なヤング率を算出し区間長の変化に伴う岩

盤の等価なヤング率の収束の様子から REV の検討を行う

瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念を図 711 に示す同図のように任意のいくつか

の区間長を設定してクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率を算出し区間長

とクラックテンソルの相対誤差および岩盤の等価なヤング率との関係を明らかにし区間長を変

化させたときの両者の値の基準値への収束の様子から REV の検討を行う

図 711 瑞浪超深地層研究所における REV 算出の概念

ヤング率

REV

大きさの異なるいくつかの解析領域を設定小 larr 解析領域 rarr 大

それぞれの解析

領域について岩

盤のヤング率を

算出する

大きさの異なるいくつかの

区間長を設定 区間長

クラックテンソル相対誤差

もしくは岩盤の等価なヤング率

JAEA-Research 2012-002

- 63 -

72 クラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差

Oda9)はクラックテンソルの誤差テンソルと相対誤差について以下のように説明している

直交座標系において基準となるクラックテンソルを ijF 基準との差を求めたいクラックテン

ソルをijF とするクラックテンソル ijF

ijF の成分をベクトルで表すと図 721 のOAOB

のようになり誤差テンソル ijF は ABと表される(図 721 は二次元のクラックテンソルの

場合を表す)このときクラックテンソルの誤差テンソル ijF は以下のように定義される

ijijij FFF (71)

誤差テンソル ijF の大きさは以下のようにして求められる

2

1

ijij FFAB (72)

同様にして基準となるクラックテンソル ijF の大きさは以下のようになる

2

1

ijij FFOA (73)

相対誤差 RE は以下のように定義される

2

1

2

1

klkl

ijij

FF

FF

OA

ABRE

(74)

RE=0 の場合は2 つのクラックテンソルはまったく同じ値であることを示しているすなわち

相対誤差が小さいほど2 つのクラックテンソルは近い成分を有していることになるよって

適当な RE を設定すれば設定された RE の条件の下に観測点のベクトルOB が基準点のベク

トルOAと近似しているかどうかを判定することができる

図 721 クラックテンソルと誤差テンソルのベクトル表示

2222FF

1111FF

1212FF

O

ijF

ijF

AB ijF

JAEA-Research 2012-002

- 64 -

73 クラックテンソルモデルに基づく岩盤の等価なヤング率の算出方法

式(32)を再掲する

klikjljkililjkjlikijklklijjlikij FFFFg

FghE

4

1111

1

(32)

式(32)より右辺の[ ]内の応力 の係数はコンプライアンスに相当するものであることが分

かるよって岩盤の等価なヤング率を算出するにはこの係数の逆数を計算すればよいまた

任意の方向の岩盤の等価なヤング率を求める場合には一軸圧縮試験と同じ境界条件つまり求

めたい方向以外の応力成分を 0(拘束圧が 0)とすればよい

ここでそれぞれ直交する方向についての岩盤の等価なヤング率を 11E 22E 33E とする例

えば 11E については式(32)において 11 以外に 0 を代入すると以下の式のようになる

111111

11

1111

1111

1

Fg

FghE

E

(75)

同様にして 22E 33E について以下の式のようになる

222222

22

2222

1111

1

Fg

FghE

E

(76)

333333

33

3333

1111

1

Fg

FghE

E

(77)

以上より岩盤の等価なヤング率を算出するなお式中の E は岩盤の基質部のヤング率hg はそれぞれ割れ目の垂直剛性せん断剛性に関するパラメータを表す

クラックテンソルモデルに基づき岩盤の等価なヤング率を算出するにはヤング率割れ目の

剛性が必要であるが区間長以外の影響を取り除くため全ての区間において同一の値を用いた

具体的には2004 年度の予察的な解析 3)の立坑の深度 500m の CH 級のケースより以下のよう

に設定した

岩石のヤング率E = 558 (GPa)

割れ目の垂直剛性に関するパラメータh = 247 (GPa)

割れ目のせん断剛性に関するパラメータg = 115 (GPa)

なお2010 年度の調査研究におけるテンソルの指標について 1 は東2 は北3 は鉛直上を示

し 11E 22E 33E はそれぞれ東西成分南北成分鉛直成分のクラックテンソルモデルに基

づく岩盤の等価なヤング率を示す

74 算出対象および区間長の設定

REV を算出する対象は換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道とし区間長の設定は図

741 および図 742 のとおりとする

JAEA-Research 2012-002

- 65 -

図 741 換気立坑における区間設定

図 742 深度 300m 研究アクセス坑道における区間設定

No0+43

N

No5+18

No10+05

No0+43

No10+0510m 48m 77m

9615m

深度300m研究アクセス坑道のNo0+43から No10+05をいくつかの区間に区

分しクラックテンソルの相対誤差岩盤の等価なヤング率を算出する

50m (5960m)

換気立坑

100m (1096m)

深度 2002m

深度 4598m

150m (1596m)

200m (2096m)

2596m

換気立坑をいくつかの区間に区分しクラックテンソルの相対誤差岩

盤の等価なヤング率を算出する

深度 2502m

深度 3002m

深度 3502m

深度 4502m

観測区間 10m

JAEA-Research 2012-002

- 66 -

75 算出結果

換気立坑のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表 751(1)~(4)深

度 300m 研究アクセス坑道のそれぞれのスキャンラインごとの相対誤差と等価なヤング率を表

752(1)~(4)に示す相対誤差の基準は最大区間長のクラックテンソルを用いた

換気立坑について

相対誤差は

0083~3039(基準区間長2596m観測区間長最小 92m~最大 2096m)

岩盤の等価なヤング率は

E110949~23662(GPa)E220965~21944(GPa)E331886~32328(GPa)

となった

深度 300m 研究アクセス坑道について

相対誤差は

0032~0842(基準区間長9615m観測区間長最小 900m~最大 7760m)

岩盤の等価なヤング率は

E111757~7691(GPa)E222036~5496(GPa)E334270~16496(GPa)

となった

JAEA-Research 2012-002

- 67 -

表 751(1) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2740 0981 0649 2362 0203 3198 0578 5885 6401 6152 6146

2104~ 2208 104 2860 1646 0387 3214 0173 2028 0608 5515 5039 8751 6435

2208~ 2312 104 3527 1518 0832 2288 0426 3262 0609 4971 6521 5725 5739

2312~ 2416 104 2521 0933 0400 2117 -0121 2490 0576 6614 7242 7345 7067

2416~ 2520 104 0797 0125 0171 0634 0066 0574 0844 16896 18665 21942 19168

2520~ 2624 104 1384 0269 0253 1261 -0121 1214 0712 10806 11460 13073 11780

2624~ 2729 105 0862 0478 0078 2452 -0115 1393 0724 14406 7427 12120 11317

2729~ 2834 105 1670 0309 0148 1040 -0112 0836 0715 10113 13614 17802 13843

2834~ 2939 105 3162 0718 0447 1740 0015 1315 0530 5699 8554 12477 8910

2939~ 3052 113 8451 0522 1332 5515 -0661 3814 0627 2138 2875 4798 3270

3052~ 3156 104 19594 0567 2078 9119 -1687 5802 2278 0949 1628 3143 1907

3156~ 3260 104 10624 -0816 0668 5305 -0606 3443 0815 1767 2885 5412 3355

3260~ 3364 104 0949 -0077 0108 0564 -0087 0258 0837 14863 19479 32328 22223

3364~ 3468 104 7170 -0707 0999 5301 -1051 1757 0361 2604 3232 8832 4889

3468~ 3572 104 7813 -1325 0851 7034 -1555 1949 0633 2211 2367 7503 4027

3572~ 3676 104 10419 -4297 0338 9852 -1736 2711 1378 1690 1719 5206 2872

3676~ 3782 106 14849 -8220 1313 17918 -4978 5101 3039 1114 0965 2740 1606

3782~ 3887 105 9068 -6087 2120 9369 -2927 3087 1565 1805 1743 4563 2704

3887~ 3986 99 7131 -4153 1383 5353 -1607 1882 0824 2281 2746 7364 4131

3986~ 4078 92 5698 -2780 0891 4484 -1011 1123 0475 2884 3365 11062 5770

4078~ 4182 104 6077 -3240 1192 4524 -1178 1582 0570 2752 3311 8680 4914

4182~ 4286 104 11127 -2320 1198 6120 -1379 2868 0981 1661 2474 5470 3202

4286~ 4390 104 3243 -0873 0403 1409 -0379 0597 0502 5447 9310 17473 10743

4390~ 4494 104 9248 -1185 1497 4982 -0916 1999 0619 1955 3069 6596 3873

4494~ 4598 104 8218 -1249 2022 4450 -1017 2215 0517 2191 3458 6057 3902

2002~ 2502 50 2726 1014 0519 2249 0160 2325 0566 6146 6839 7770 6918

2502~ 3002 50 2189 0403 0320 1691 -0110 1323 0598 7630 9045 12405 9693

3002~ 3502 50 9362 -0327 1009 5664 -0960 2752 0654 1968 2809 6252 3676

3502~ 4002 50 9468 -4955 1327 9182 -2452 2800 1368 1761 1781 5043 2861

4002~ 4598 596 8560 -2192 1388 4864 -1100 1981 0603 2101 3117 6954 4057

2002~ 3002 100 2655 0678 0432 2104 -0023 1855 0537 6385 7403 9428 7739

2502~ 3502 100 5067 0308 0631 3436 -0404 2176 0205 3549 4659 8028 5412

3002~ 4002 100 9447 -2428 1157 7282 -1641 2785 0889 1862 2219 5621 3234

3502~ 4598 1096 9253 -3238 1429 6562 -1613 2350 0901 1894 2398 5949 3414

2002~ 3502 150 4049 0511 0560 2871 -0204 2100 0332 4354 5490 8343 6062

2502~ 4002 150 6079 -0766 0787 4689 -0833 2350 0185 2889 3447 7043 4460

3002~ 4598 1596 9308 -2388 1309 6314 -1425 2475 0791 1911 2500 6021 3477

2002~ 4002 200 4777 -0236 0663 3724 -0511 2189 0116 3634 4283 7677 5198

2502~ 4598 2096 6616 -1153 0937 4604 -0886 2177 0254 2674 3436 7198 4436

2002~ 4598 2596 5310 -0629 0779 3765 -0606 2032 - 3297 4162 7862 5107

JAEA-Research 2012-002

- 68 -

表 751 (2) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NW 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 3230 1188 0971 2824 0528 4662 0960 5025 5399 4342 4922

2104~ 2208 104 4360 2396 0847 4733 0383 3570 1196 3711 3486 5307 4168

2208~ 2312 104 3960 1665 0988 2587 0595 4158 0983 4431 5824 4593 4949

2312~ 2416 104 2856 1032 0428 2420 -0114 2596 0558 5923 6462 7075 6487

2416~ 2520 104 0974 0148 0207 0777 0086 0755 0705 14602 16188 18467 16419

2520~ 2624 104 3016 0466 0613 2843 -0206 2759 0447 5488 5738 6621 5949

2624~ 2729 105 1152 0622 0140 3304 -0141 2004 0661 11565 5717 9091 8791

2729~ 2834 105 3811 0683 0321 2350 -0269 1885 0389 4938 6967 9585 7163

2834~ 2939 105 2559 0578 0349 1378 0021 1087 0454 6877 10336 14517 10577

2939~ 3052 113 0720 0040 0110 0462 -0060 0273 0801 17813 21944 31384 23714

3052~ 3156 104 10048 0235 1127 4607 -0846 3366 166 1821 3121 5274 3405

3156~ 3260 104 2268 -0226 0163 1134 -0124 0754 0423 7414 11335 18373 12374

3260~ 3364 104 3290 -0274 0369 1972 -0278 1246 0122 5287 7406 12818 8504

3364~ 3468 104 6826 -0842 1018 5005 -0990 1910 1015 2713 3383 8333 4810

3468~ 3572 104 2568 -0513 0285 2385 -0514 0690 0248 6203 6480 17270 9984

3572~ 3676 104 10516 -4875 0408 9976 -1842 2788 277 1661 1683 5051 2798

3676~ 3782 106 3377 -1969 0277 4105 -1152 1151 067 4586 3985 10295 6288

3782~ 3887 105 0888 -0595 0205 0917 -0286 0309 069 14231 13816 26345 18130

3887~ 3986 99 2114 -1282 0409 1603 -0494 0585 0463 6994 8227 18360 11193

3986~ 4078 92 1519 -0754 0243 1214 -0277 0269 0563 9449 10707 27979 16045

4078~ 4182 104 2516 -1350 0498 1865 -0492 0638 0402 6224 7409 17348 10327

4182~ 4286 104 2556 -0544 0265 1409 -0318 0680 0333 6576 9360 17615 11184

4286~ 4390 104 2822 -0777 0347 1223 -0328 0501 0366 6171 10454 19467 12031

4390~ 4494 104 2502 -0312 0407 1349 -0240 0540 0359 6598 9883 18509 11663

4494~ 4598 104 3200 -0488 0812 1716 -0385 0905 0209 5297 8159 12895 8784

2002~ 2502 50 3464 1262 0714 2857 0290 3190 0716 4928 5507 5886 5440

2502~ 3002 50 2788 0482 0407 2140 -0138 1652 0337 6174 7396 10394 7988

3002~ 3502 50 5247 -0261 0597 3175 -0528 1727 0467 3413 4810 9440 5888

3502~ 4002 50 3472 -1907 0486 3392 -0912 1046 055 4543 4566 11728 6946

4002~ 4598 596 2583 -0670 0423 1468 -0330 0596 0329 6402 9150 17879 11144

2002~ 3002 100 3184 0783 0538 2513 0004 2285 0455 5419 6323 7906 6549

2502~ 3502 100 3964 0192 0507 2683 -0310 1765 0262 4456 5824 9600 6627

3002~ 4002 100 4127 -1134 0518 3189 -0716 1306 0348 4080 4814 10867 6587

3502~ 4598 1096 3142 -1130 0489 2230 -0549 0802 0266 5229 6510 14439 8726

2002~ 3502 150 3737 0433 0541 2648 -0163 2044 0335 4680 5894 8555 6376

2502~ 4002 150 3642 -0508 0480 2808 -0496 1456 0122 4659 5522 10588 6923

3002~ 4598 1596 3695 -0989 0529 2508 -0564 1024 0214 4571 5888 12696 7719

2002~ 4002 200 3493 -0211 0501 2723 -0355 1682 0129 4847 5689 9628 6722

2502~ 4598 2096 3441 -0633 0494 2393 -0458 1159 0083 4922 6250 12172 7781

2002~ 4598 2596 3375 -0427 0507 2393 -0373 1344 - 5013 6274 11131 7473

JAEA-Research 2012-002

- 69 -

表 751 (3) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(NE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2047 0795 0474 1709 0219 2819 0610 7558 8360 6896 7605

2104~ 2208 104 1370 0812 0163 1495 0081 0715 0698 10375 9717 18684 12926

2208~ 2312 104 5353 2308 1348 3487 0641 5883 1180 3350 4415 3343 3703

2312~ 2416 104 2096 0762 0323 1733 -0105 1864 0541 7771 8614 9328 8571

2416~ 2520 104 2220 0379 0479 1770 0162 1725 0479 7498 8459 9913 8623

2520~ 2624 104 0867 0164 0160 0814 -0075 0843 0751 15450 15901 17019 16123

2624~ 2729 105 0407 0222 0036 1160 -0050 0689 0809 23662 13659 19987 19103

2729~ 2834 105 1832 0338 0159 1141 -0135 0963 0591 9360 12684 16159 12734

2834~ 2939 105 2137 0497 0294 1142 0012 1060 0568 8033 12003 14928 11655

2939~ 3052 113 4580 0293 0648 2979 -0399 1919 0240 3816 5095 8717 5876

3052~ 3156 104 5420 0064 0619 2516 -0445 1644 031 3275 5475 9697 6149

3156~ 3260 104 2409 -0182 0217 1211 -0114 0968 0470 6993 10704 15488 11062

3260~ 3364 104 2689 -0221 0311 1583 -0256 0984 0378 6348 8928 15249 10175

3364~ 3468 104 3368 -0354 0483 2443 -0479 0921 0199 5272 6553 15035 8953

3468~ 3572 104 5404 -1034 0645 4974 -0998 1748 0530 3129 3297 8704 5043

3572~ 3676 104 6884 -2919 0192 6534 -1203 1827 113 2511 2543 7374 4143

3676~ 3782 106 4570 -2623 0381 5540 -1508 1839 083 3454 2999 7245 4566

3782~ 3887 105 4340 -2864 1037 4466 -1405 1812 077 3643 3530 7802 4992

3887~ 3986 99 5529 -3311 1086 4235 -1281 1782 0893 2891 3429 8057 4792

3986~ 4078 92 12643 -6098 2123 9927 -2344 2245 2673 1338 1572 5987 2966

4078~ 4182 104 1973 -1056 0398 1493 -0395 0559 0526 7672 8972 19325 11990

4182~ 4286 104 7002 -1512 0746 3865 -0842 1971 0675 2592 3820 7765 4726

4286~ 4390 104 2028 -0537 0258 0885 -0230 0439 0578 8202 13474 21894 14523

4390~ 4494 104 12372 -1469 2003 6629 -1166 2644 1817 1475 2339 5138 2984

4494~ 4598 104 6587 -0984 1610 3553 -0815 1780 0602 2709 4264 7346 4773

2002~ 2502 50 2803 1065 0537 2287 0163 2479 0528 5969 6692 7331 6664

2502~ 3002 50 1731 0317 0240 1331 -0095 1107 0576 9309 10988 14237 11512

3002~ 3502 50 3714 -0147 0430 2239 -0366 1227 0176 4698 6580 12448 7909

3502~ 4002 50 5349 -2855 0762 5217 -1373 1857 086 3034 3056 7555 4548

4002~ 4598 596 7408 -1891 1216 4222 -0950 1798 0822 2411 3561 7652 4541

2002~ 3002 100 2340 0607 0373 1842 -0026 1719 0479 7122 8266 10044 8477

2502~ 3502 100 2576 0147 0324 1739 -0205 1197 0395 6568 8492 13116 9392

3002~ 4002 100 4634 -1216 0592 3572 -0787 1566 0288 3660 4336 9488 5828

3502~ 4598 1096 6554 -2310 1027 4662 -1135 1830 0802 2633 3316 7587 4512

2002~ 3502 150 2765 0351 0387 1951 -0138 1536 0372 6141 7694 10841 8225

2502~ 4002 150 3399 -0442 0446 2618 -0461 1453 0129 4956 5875 10691 7174

3002~ 4598 1596 5710 -1480 0825 3877 -0861 1681 0484 3044 3955 8608 5202

2002~ 4002 200 3224 -0159 0453 2507 -0339 1612 0182 5210 6118 10015 7114

2502~ 4598 2096 4411 -0779 0632 3069 -0586 1583 0130 3912 4994 9567 6158

2002~ 4598 2596 3985 -0470 0592 2823 -0449 1651 - 4301 5405 9461 6389

JAEA-Research 2012-002

- 70 -

表 751 (4) 換気立坑の相対誤差と等価なヤング率(SE 方向)

立坑深度 区間

長 2 階のクラックテンソル 相対 等価なヤング率 (GPa)

区間(m~m) L(m) F11 F12 F13 F22 F23 F33 誤差RE E11 E22 E33 平均

2002~ 2104 102 2505 0899 0657 2170 0351 3768 0635 6357 6869 5378 6201

2104~ 2208 104 3442 1877 0500 3785 0302 2376 0636 4647 4282 7479 5469

2208~ 2312 104 9127 3841 2270 6083 1222 10910 2005 2013 2639 1886 2179

2312~ 2416 104 6111 2081 0950 5356 -0283 5543 0927 2921 3131 3518 3190

2416~ 2520 104 2969 0424 0632 2374 0219 2120 0432 5801 6583 8287 6890

2520~ 2624 104 2521 0379 0485 2358 -0230 2297 0456 6464 6788 7737 6996

2624~ 2729 105 0419 0219 0051 1200 -0069 0671 0832 23298 13297 20233 18943

2729~ 2834 105 2544 0465 0204 1616 -0203 1441 0529 7071 9611 11997 9560

2834~ 2939 105 5804 1124 0800 3128 0053 2613 0465 3234 5046 7132 5137

2939~ 3052 113 2425 0132 0368 1579 -0184 0993 0524 6804 8882 14609 10098

3052~ 3156 104 3526 0038 0394 1632 -0331 1089 040 4890 7994 13407 8763

3156~ 3260 104 3116 -0335 0230 1564 -0208 1030 0432 5575 8661 14677 9638

3260~ 3364 104 3157 -0290 0348 1880 -0282 0928 0396 5483 7713 15643 9613

3364~ 3468 104 6479 -0711 0896 4686 -0897 1521 0369 2869 3618 9925 5471

3468~ 3572 104 4563 -1000 0553 4295 -0942 1491 0210 3645 3784 9933 5787

3572~ 3676 104 4712 -2136 0196 4518 -0804 1491 041 3582 3603 9165 5450

3676~ 3782 106 8459 -4979 0727 10323 -2913 2885 169 1923 1655 4614 2731

3782~ 3887 105 3308 -2255 0791 3436 -1066 1411 045 4676 4501 9597 6258

3887~ 3986 99 3869 -2333 0821 2958 -0874 1232 0435 4047 4799 10860 6569

3986~ 4078 92 3001 -1477 0506 2392 -0601 0607 0425 5228 5988 17532 9583

4078~ 4182 104 5864 -3117 1159 4383 -1190 1509 0642 2849 3411 8906 5055

4182~ 4286 104 2640 -0569 0271 1459 -0338 0727 0498 6378 9084 16893 10785

4286~ 4390 104 8167 -2232 1029 3533 -0957 1503 0673 2299 4127 8531 4986

4390~ 4494 104 13486 -1724 2189 7297 -1291 2904 1603 1353 2135 4718 2735

4494~ 4598 104 6184 -0959 1513 3341 -0748 1696 0312 2872 4510 7640 5007

2002~ 2502 50 4672 1652 0921 3911 0329 4362 0679 3738 4138 4445 4107

2502~ 3002 50 2486 0409 0358 1923 -0130 1525 0500 6816 8093 11072 8660

3002~ 3502 50 3434 -0182 0380 2073 -0360 1029 0346 5051 7039 14070 8720

3502~ 4002 50 5547 -3070 0830 5453 -1453 1923 069 2927 2933 7312 4390

4002~ 4598 596 5550 -1439 0906 3164 -0733 1309 0257 3173 4651 9897 5907

2002~ 3002 100 3969 0939 0651 3166 -0022 2918 0421 4426 5136 6392 5318

2502~ 3502 100 2916 0126 0366 1979 -0238 1277 0423 5882 7605 12404 8630

3002~ 4002 100 5193 -1452 0667 4027 -0914 1666 0247 3288 3882 8906 5359

3502~ 4598 1096 5737 -2075 0909 4096 -1017 1574 0406 2987 3744 8566 5099

2002~ 3502 150 4116 0450 0579 2933 -0202 2238 0284 4279 5374 7907 5853

2502~ 4002 150 4205 -0612 0560 3259 -0583 1721 0094 4073 4823 9239 6045

3002~ 4598 1596 5325 -1439 0769 3628 -0830 1501 0233 3251 4207 9356 5605

2002~ 4002 200 4506 -0303 0645 3535 -0477 2213 0098 3827 4486 7645 5320

2502~ 4598 2096 4509 -0847 0650 3151 -0614 1554 0092 3832 4877 9628 6112

2002~ 4598 2596 4711 -0618 0706 3360 -0540 1914 - 3681 4617 8323 5540

- 71 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(1) 深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(左側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

8793

2138

-0597

3856

0011

1343

0648

22

62

42

59

97

92

54

38

No1

+380

No2

+300

92

8808

-0411

0194

5823

-0737

2729

0511

21

08

27

93

54

31

34

44

No2

+300

No3

+320

102

6193

-0106

0586

6991

-0765

2689

0284

28

58

26

45

58

28

37

77

No3

+320

No4

+280

96

7310

0789

-0018

5935

-0194

1904

0308

24

57

28

44

72

48

41

83

No4

+280

No5

+180

97719

-0593

0464

6731

0061

2325

0378

22

54

24

08

59

81

35

48

No5

+180

No6

+140

96

3477

0430

0142

5773

0771

1265

0252

45

52

31

15

94

12

56

93

No6

+140

No7

+160

102

3565

0524

0987

6783

0497

2367

0269

40

93

25

60

60

95

42

49

No7

+160

No8

+100

94

1915

-0282

0138

3006

-0111

0556

0571

76

91

54

96

164

96

98

94

No8

+100

No9

+140

104

2858

-0414

0368

5574

0423

2875

0324

51

03

31

68

58

55

47

09

No9

+140

No10

+050

91

3365

0550

0866

5773

1173

2368

0301

43

52

28

95

60

43

44

30

No0

+435

No5

+180

4745

7562

0370

0126

5770

-0312

2145

0322

24

20

29

28

66

97

40

15

No1

+380

No6

+140

476

6463

0089

0265

6366

-0062

2121

0191

27

17

27

12

66

34

40

21

No2

+300

No7

+160

486

5516

0254

0422

6532

0155

2078

0106

30

62

26

69

67

43

41

58

No3

+320

No8

+100

478

4629

0135

0333

5816

0217

1624

0080

35

56

29

50

79

88

48

31

No4

+280

No9

+140

486

3789

-0079

0390

5665

0320

1807

0178

41

55

30

51

76

47

49

51

No5

+180

No10

+050

487

3148

0115

0472

5495

0522

1834

0257

47

72

31

56

75

85

51

71

No0

+435

No8

+100

7665

5669

0267

0253

5786

-0002

1830

0084

30

68

29

70

74

45

44

94

No1

+380

No9

+140

776

4990

-0017

0357

5990

0057

2041

0056

33

59

28

89

69

65

44

04

No2

+300

No10

+050

775

4436

0099

0446

5984

0287

2033

0093

36

60

28

94

69

69

45

08

No0

+435

No10

+050

9615

5107

0226

0344

5802

0191

2028

-

33

16

29

62

69

86

44

21

- 72 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(2)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ左側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

11331

2292

-0842

5361

0072

2243

0800

17

57

32

90

60

70

37

06

No1

+380

No2

+300

92

4978

0235

-0123

3667

-0383

2032

0341

35

92

43

77

72

75

50

82

No2

+300

No3

+320

102

7333

-1197

0469

9234

-0993

3641

0505

23

85

20

41

43

49

29

25

No3

+320

No4

+280

96

6756

0548

-0018

5696

-0542

2484

0230

26

21

28

91

57

47

37

53

No4

+280

No5

+180

95947

-0268

0211

5698

0138

2087

0137

28

55

28

53

66

82

41

30

No5

+180

No6

+140

96

4731

0412

0074

7879

0869

1850

0232

33

80

23

11

68

95

41

95

No6

+140

No7

+160

102

2987

0406

0793

6045

0568

2494

0296

46

96

28

37

58

61

44

65

No7

+160

No8

+100

94

4019

-0748

0009

6381

-0222

1622

0244

38

74

27

12

74

86

46

91

No8

+100

No9

+140

104

2132

-0369

0293

4531

0262

2357

0435

65

06

38

71

69

96

57

91

No9

+140

No10

+050

91

4815

0660

1202

8131

1596

3494

0371

31

11

20

81

42

70

31

54

No0

+435

No5

+180

4745

7293

0259

-0034

6058

-0356

2590

0248

24

78

28

25

56

67

36

57

No1

+380

No6

+140

476

6128

0012

0100

6502

-0146

2458

0109

28

20

26

65

58

81

37

89

No2

+300

No7

+160

486

5558

0055

0335

7058

0101

2552

0080

29

89

24

75

56

47

37

03

No3

+320

No8

+100

478

4852

0077

0243

6423

0193

2145

0071

33

45

26

70

63

81

41

32

No4

+280

No9

+140

486

3868

-0116

0301

6100

0334

2159

0184

40

05

28

43

66

10

44

86

No5

+180

No10

+050

487

3678

0040

0471

6588

0585

2421

0206

40

75

26

49

59

88

42

38

No0

+435

No8

+100

7665

5902

0172

0121

6441

-0023

2381

0077

29

10

26

91

59

61

38

54

No1

+380

No9

+140

776

4841

-0090

0229

6227

0020

2402

0077

33

99

27

86

60

78

40

88

No2

+300

No10

+050

775

4755

-0055

0391

6761

0260

2552

0087

33

76

25

73

57

23

38

91

No0

+435

No10

+050

9615

5337

0139

0251

6426

0171

2524

-

31

37

26

95

57

83

38

72

- 73 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(3)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(アーチ右側)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

9194

2802

-0969

5086

-0081

1703

0842

20

88

33

19

80

11

44

73

No1

+380

No2

+300

92

6361

0254

0224

5182

-0469

2535

0292

28

10

31

81

58

36

39

42

No2

+300

No3

+320

102

5800

-0994

0653

8185

-1060

2897

0515

29

77

23

28

54

28

35

78

No3

+320

No4

+280

96

5975

0416

0018

5485

-0050

2101

0219

29

25

30

49

66

47

42

07

No4

+280

No5

+180

95708

-0372

0527

5402

0103

2044

0203

29

41

29

81

68

06

42

43

No5

+180

No6

+140

96

3776

0440

0202

6090

0792

1352

0196

42

29

29

60

89

32

53

74

No6

+140

No7

+160

102

1723

0271

0516

3773

0153

1358

0453

76

04

44

82

98

15

73

00

No7

+160

No8

+100

94

3308

-0599

0262

5461

-0129

1106

0257

46

47

31

45

98

38

58

77

No8

+100

No9

+140

104

1939

-0253

0368

4116

0289

2217

0404

70

64

42

19

73

81

62

21

No9

+140

No10

+050

91

3390

0591

0888

5805

1086

2422

0266

43

25

28

83

59

42

43

83

No0

+435

No5

+180

4745

6520

0322

0139

5887

-0296

2279

0293

27

21

29

07

63

61

39

96

No1

+380

No6

+140

476

5521

-0005

0317

6113

-0061

2157

0164

31

00

28

41

65

73

41

71

No2

+300

No7

+160

486

4472

0045

0423

5904

0076

1974

0051

36

59

29

59

70

79

45

66

No3

+320

No8

+100

478

3976

0067

0352

5385

0196

1638

0096

40

25

31

73

79

86

50

62

No4

+280

No9

+140

486

3155

-0062

0404

5024

0254

1685

0206

48

33

34

22

81

53

54

69

No5

+180

No10

+050

487

2802

0105

0473

5106

0430

1763

0244

52

44

33

85

78

62

54

97

No0

+435

No8

+100

7665

5018

0221

0263

5793

-0027

1927

0086

33

66

29

85

71

49

45

00

No1

+380

No9

+140

776

4188

-0066

0381

5597

0031

2004

0067

38

81

30

98

70

92

46

90

No2

+300

No10

+050

775

3844

-0011

0462

5640

0220

1997

0096

41

12

30

73

70

94

47

60

No0

+435

No10

+050

9615

4468

0200

0352

5635

0143

2049

-

36

83

30

60

69

40

45

61

- 74 -

JAEA-Research 2012-002

表 7

52

(4)

深度

300m

研究アクセス坑道の相対誤差と等価なヤング率(右側壁)

算出対象

区間

2階

のク

ラッ

クテ

ンソ

相対

誤差

等価

なヤ

ング

(GPa)

L(m)

F11

F12

F13

F22

F23

F33

RE

E11

E22

E33

平均

No0

+435

No1

+380

945

7507

1606

-0695

4221

-0013

1348

0536

26

20

41

33

97

84

55

12

No1

+380

No2

+300

92

9203

0243

0178

8685

-0480

2931

0719

19

77

20

36

50

85

30

32

No2

+300

No3

+320

102

3766

-0619

0352

5749

-0536

1893

0228

44

87

33

06

79

55

52

49

No3

+320

No4

+280

96

7750

0792

0022

6035

-0156

2029

0423

23

55

28

07

68

34

39

99

No4

+280

No5

+180

96839

-0572

0450

5829

0019

2049

0310

25

42

27

62

67

22

40

09

No5

+180

No6

+140

96

3538

0351

0163

5633

0762

1246

0211

44

93

31

80

95

75

57

49

No6

+140

No7

+160

102

2422

0444

0675

5017

0393

1862

0325

56

71

34

00

75

30

55

34

No7

+160

No8

+100

94

2574

-0363

0222

4120

-0196

0766

0399

59

20

41

36

130

39

76

98

No8

+100

No9

+140

104

2654

-0277

0403

5263

0494

2723

0306

55

00

33

54

61

25

49

93

No9

+140

No10

+050

91

3219

0341

0778

5098

0944

2142

0269

46

33

32

52

66

43

48

43

No0

+435

No5

+180

4745

6869

0199

0097

6178

-0254

2074

0301

26

38

28

33

69

07

41

26

No1

+380

No6

+140

476

5979

0007

0251

6487

-0018

2010

0196

29

17

27

17

69

72

42

02

No2

+300

No7

+160

486

4576

0080

0352

5686

0136

1804

0032

36

45

30

72

76

47

47

88

No3

+320

No8

+100

478

4340

0116

0327

5405

0197

1558

0084

37

86

31

63

82

97

50

82

No4

+280

No9

+140

486

3438

-0059

0377

5173

0300

1691

0189

45

41

33

26

81

13

53

27

No5

+180

No10

+050

487

2914

0094

0448

5060

0471

1731

0257

51

32

34

11

79

92

55

12

No0

+435

No8

+100

7665

5211

0172

0231

5892

0016

1784

0081

33

00

29

70

76

23

46

31

No1

+380

No9

+140

776

4614

-0032

0345

5957

0088

1963

0046

36

03

29

41

72

15

45

86

No2

+300

No10

+050

775

3895

0003

0405

5396

0248

1839

0120

41

38

32

11

76

21

49

90

No0

+435

No10

+050

9615

4699

0142

0323

5766

0191

1956

-

35

71

30

20

72

25

46

05

JAEA-Research 2012-002

- 75 -

76 モデル化のための条件設定の検討

761 相対誤差に基づく検討

換気立坑および深度 300m 研究アクセス坑道の相対誤差についてそれぞれの同一観測区間に

おいて 4 本のスキャンライン(換気立坑SWNWNESE深度 300m 研究アクセス坑道

左側壁アーチ左側アーチ右側左側壁)の相対誤差を平均した値を表 761(1)(2)にそれ

ぞれを図化したものを図 761(1)(2)に示すなお同図において観測区間長が基準区間長に近

づくにつれて相対誤差が基準区間長の相対誤差=0 に収束する様子を調べるために各観測区間

長における相対誤差の最大値を塗りつぶして表示してある図 761(1)(2)より換気立坑深

度300m研究アクセス坑道とも区間長が長くなるに伴い相対誤差が0に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 761(1)(2)の塗りつ

ぶしの点(各観測区間長の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 761(3)に示すフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし相対

誤差の性質および横軸を正規化していることにより必ず(1 0)を通るのでフィッティングする

対数関数も(1 0)を通ること( 0b )を考慮してある

図より深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑よりも基準区間長の値への収束が速いこ

とが分かる例えば相対誤差 05 では相対区間長は換気立坑については 036(2596mtimes

036=935m)深度 300m 研究アクセス坑道については 021(9615mtimes021=202m)となり

また相対誤差 02 では相対区間長は換気立坑については 066(2596mtimes066=1713m)深

度 300m 研究アクセス坑道については 054(9615mtimes054=519m)となる小田ら 1)によれば

相対誤差が 0 への収束は割れ目の密度に大きく依存し割れ目の密度が大きいほど収束が速い

と結論付けている図 761(3)を見ると割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑

道)が割れ目の密度が小さい方(換気立坑)(図 631(1)参照)よりも基準区間長の値への収束が

速いという結果となっており小田らの数値実験結果を支持していると考えられる

JAEA-Research 2012-002

- 76 -

表 761(1) 換気立坑における相対誤差(各区間の平均値) 区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 0475 0563 2673 0425 1034

99 0038 0824 0463 0893 0435 0654

102 0039 0578 0960 0610 0635 0696

104 0040 0608 1196 0698 0636 0784

104 0040 0609 0983 1180 2005 1194

104 0040 0815 0423 0470 0432 0535

104 0040 0633 0248 0530 0210 0405

104 0040 0570 0402 0526 0642 0535

104 0040 0981 0333 0675 0498 0622

104 0040 0619 0359 1817 1603 1099

104 0040 0576 0558 0541 0927 0650

104 0040 0844 0705 0479 0432 0615

104 0040 0712 0447 0751 0456 0592

104 0040 2278 1664 0311 0397 1162

104 0040 0837 0122 0378 0396 0433

104 0040 0361 1015 0199 0369 0486

104 0040 1378 2773 1126 0415 1423

104 0040 0502 0366 0578 0673 0530

104 0040 0517 0209 0602 0312 0410

105 0040 0530 0454 0568 0465 0504

105 0040 0724 0661 0809 0832 0757

105 0040 0715 0389 0591 0529 0556

105 0040 1565 0695 0767 0455 0870

106 0041 3039 0671 0830 1690 1557

113 0044 0627 0801 0240 0524 0548

50 0193 0566 0716 0528 0679 0622

50 0193 0598 0337 0576 0500 0503

50 0193 0654 0467 0176 0346 0411

50 0193 1368 0549 0860 0690 0867

596 0230 0603 0329 0822 0257 0503

100 0385 0537 0455 0479 0421 0473

100 0385 0205 0262 0395 0423 0321

100 0385 0889 0348 0288 0247 0443

1096 0422 0901 0266 0802 0406 0594

150 0578 0332 0335 0372 0284 0331

150 0578 0185 0122 0129 0094 0133

1596 0615 0791 0214 0484 0233 0430

200 0770 0116 0129 0182 0098 0131

2096 0807 0254 0083 0130 0092 0140

2596 1 - - - - -

JAEA-Research 2012-002

- 77 -

表 761 (2) 深度 300m 研究アクセス坑道における相対誤差(各区間の平均値)

区間長 相対 相対誤差

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 0378 0137 0203 0310 0257

91 0095 0301 0371 0266 0269 0302

92 0096 0511 0341 0292 0719 0466

94 0098 0571 0244 0257 0399 0368

945 0098 0648 0800 0842 0536 0706

96 0100 0308 0230 0219 0423 0295

96 0100 0252 0232 0196 0211 0223

102 0106 0269 0296 0453 0325 0336

102 0106 0284 0505 0515 0228 0383

104 0108 0324 0435 0404 0306 0367

4745 0493 0322 0248 0293 0301 0291

476 0495 0191 0109 0164 0196 0165

478 0497 0080 0071 0096 0084 0083

486 0505 0178 0184 0206 0189 0189

486 0505 0106 0080 0051 0032 0067

487 0507 0257 0206 0244 0257 0241

7665 0797 0084 0077 0086 0081 0082

775 0806 0093 0087 0096 0120 0099

776 0807 0056 0077 0067 0046 0061

9615 1 - - - - -

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- 78 -

図 761 区間長と相対誤差との関係

(基準区間長2596m)

(1) 換気立坑

(2) 深度 300m 研究アクセス坑道

(基準区間長9615m)

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

xy ln4870

xy ln3220

換気立坑

水平坑道

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- 79 -

762 岩盤の等価なヤング率に基づく検討

前述の相対誤差の場合と同様に岩盤の等価なヤング率を平均した値および E11E22E33 を

平均した値を表 762 の(1)(2)それぞれの表を図化したものを図 762 の(1)(2)に示すなお

同図において観測区間長が基準区間長に近づくにつれて岩盤の等価なヤング率が基準区間長

の値に収束する様子を調べるために各観測区間長における岩盤の等価なヤング率の最大値を塗

りつぶして表示してある図 762 の(1)(2)より換気立坑深度 300m 研究アクセス坑道とも

区間長が長くなるに伴い岩盤の等価なヤング率が基準区間長の値に近づく様子が認められる

換気立坑と深度 300m 研究アクセス坑道の収束状況を比較するためにそれぞれの観測区間長

を基準区間長で正規化し両者を同一のグラフで表現したデータは図 762 の(1)(2)の塗り

つぶしの点(各観測区間の最大値)を用い最小自乗法によりフィッティングを行ったこれら

の図を図 762 の(3)に示すなお縦軸の岩盤の等価なヤング率についても基準区間長の値を

用いて正規化を行っているフィッティングした関数形は対数関数( bxay ln )とし縦軸

および横軸を正規化していることにより必ず(1 1)を通るのでフィッティングする対数関数も

(1 1)を通ること( 1b )を考慮してある

図よりクラックテンソルの相対誤差と同様に深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立坑

よりも基準区間長の値への収束が速いことが分かる例えば正規化した岩盤の等価なヤング率

が 15となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 027(2596mtimes027=701m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 015(9615mtimes015=144m)となりまた正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059(2596m

times059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)となるこの

結果は岩盤の等価なヤング率についてもクラックテンソルの相対誤差と同様に岩盤の等価なヤ

ング率が収束する速さは割れ目の密度に大きく依存していると考えられる

以上の結果より瑞浪超深地層研究所においては深度 300m 研究アクセス坑道の方が換気立

坑よりも基準区間長の値への収束が速いことがわかった値の収束は割れ目の密度に大きく依存

する 1)ことから幾何学的に坑道軸の方向により捉えやすい割れ目の方向が異なることを考慮し

割れ目の分布特性と坑道軸との関係を考慮した検討が必要であることが分かった

JAEA-Research 2012-002

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表 762(1) 換気立坑における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値) 区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 SW NW NE SE 平均

92 0035 5770 16045 2966 9583 8591

99 0038 4131 11193 4792 6569 6671

102 0039 6146 4922 7605 6201 6218

104 0040 6435 4168 12926 5469 7250

104 0040 5739 4949 3703 2179 4142

104 0040 3355 12374 11062 9638 9107

104 0040 4027 9984 5043 5787 6210

104 0040 4914 10327 11990 5055 8072

104 0040 3202 11184 4726 10785 7474

104 0040 3873 11663 2984 2735 5314

104 0040 7067 6487 8571 3190 6329

104 0040 19168 16419 8623 6890 12775

104 0040 11780 5949 16123 6996 10212

104 0040 1907 3405 6149 8763 5056

104 0040 22223 8504 10175 9613 12629

104 0040 4889 4810 8953 5471 6031

104 0040 2872 2798 4143 5450 3816

104 0040 10743 12031 14523 4986 10571

104 0040 3902 8784 4773 5007 5616

105 0040 8910 10577 11655 5137 9070

105 0040 11317 8791 19103 18943 14538

105 0040 13843 7163 12734 9560 10825

105 0040 2704 18130 4992 6258 8021

106 0041 1606 6288 4566 2731 3798

113 0044 3270 23714 5876 10098 10740

50 0193 6918 5440 6664 4107 5782

50 0193 9693 7988 11512 8660 9463

50 0193 3676 5888 7909 8720 6548

50 0193 2861 6946 4548 4390 4686

596 0230 4057 11144 4541 5907 6412

100 0385 7739 6549 8477 5318 7021

100 0385 5412 6627 9392 8630 7515

100 0385 3234 6587 5828 5359 5252

1096 0422 3414 8726 4512 5099 5438

150 0578 6062 6376 8225 5853 6629

150 0578 4460 6923 7174 6045 6151

1596 0615 3477 7719 5202 5605 5501

200 0770 5198 6722 7114 5320 6088

2096 0807 4436 7781 6158 6112 6122

2596 1 5107 7473 6389 5540 6127

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- 81 -

表 762(2) 深度 300m 研究アクセス坑道における岩盤の等価なヤング率(各区間の平均値)

区間長 相対 等価なヤング率(GPa)

L(m) 区間長 左側壁 アーチ左側 アーチ右側 右側壁 平均

9 0094 3548 4130 4243 4009 3982

91 0095 4430 3154 4383 4843 4202

92 0096 3444 5082 3942 3032 3875

94 0098 9894 4691 5877 7698 7040

945 0098 5438 3706 4473 5512 4782

96 0100 4183 3753 4207 3999 4036

96 0100 5693 4195 5374 5749 5253

102 0106 4249 4465 7300 5534 5387

102 0106 3777 2925 3578 5249 3882

104 0108 4709 5791 6221 4993 5428

4745 0493 4015 3657 3996 4126 3948

476 0495 4021 3789 4171 4202 4046

478 0497 4831 4132 5062 5082 4777

486 0505 4951 4486 5469 5327 5058

486 0505 4158 3703 4566 4788 4304

487 0507 5171 4238 5497 5512 5104

7665 0797 4494 3854 4500 4631 4370

775 0806 4508 3891 4760 4990 4537

776 0807 4404 4088 4690 4586 4442

9615 1 4421 3872 4561 4605 4365

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図 762 区間長と岩盤の等価なヤング率との関係

00

05

10

15

20

25

30

00 02 04 06 08 10 12

正規化した平均ヤング率

相対区間長 (m)

(1) 換気立坑

(2) 300m研究アクセス坑道

(3) 換気立坑と深度 300m研究アクセス坑道の収束状況

(基準区間長2596m)

(基準区間長9615m)

1ln3840 xy 1ln2680 xy

換気立坑

水平坑道

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- 83 -

763 REV に基づくモデル化のための基準領域の検討

図 761 および図 762 よりREV の性質を考慮すると基準領域が大きいとそれに伴い REV

も大きくなることが想定される例えば同じように相対区間長が 02 のときに収束したと判断

されると基準領域が 1m の場合は REV は 02m となり基準領域が 100m の場合は REV は 20m

となるつまりREV を適用する目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが

言える例えばリージョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)など

のスケールの解析領域をモデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とす

るのであれば基準領域も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(数 cm~数 m

程度)を把握することを目的としているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があると

考えられる試験の影響範囲の把握は測点間隔試験のサンプル数などの計測計画の策定に有

効であると考えられる

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- 84 -

8 本研究のまとめ

2010 年度は換気立坑(深度 2002m~4596m)および水平坑道(200m 予備ステージ300m

予備ステージ400m 予備ステージ深度 300m 研究アクセス坑道)を対象として研究を実施し

その結果 2010 年度に実施した研究の条件場所において以下のことが明らかとなった

様々な観測区間を設定して壁面観察結果を基に割れ目の密度トレース長の平均クラック

テンソルのトレースを算出し換気立坑と水平坑道とを比較し深度との関係を検討したその

結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度が深くなるにつれて割れ目の

密度はやや減少する傾向にある

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりも割れ目の密度が大き

い深度との明確な関係は認められない

②トレース長の平均値

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度

との明確な関係は認められないなお水平坑道との明確な差異は認められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について2plusmn1(m)程度の値を示した深度との

明確な関係は認められない

なお上記のように換気立坑および水平坑道とも 2m 程度の値を示した

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では50m 区間ごとの観測区間の結果について深度との明確な関係はほとんど認

められない

水平坑道では各深度の水平坑道ごとの結果について換気立坑よりもやや高い値を示した

これは水平坑道の方が換気立坑よりも割れ目の密度が大きいためであると考えられる深

度との明確な関係は認められない

割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースと電中研式の岩盤等級との関

係を検討したその結果以下の①~③のことが明らかとなった

①割れ目の密度

換気立坑では明瞭な関係は認められない

水平坑道では岩盤等級が低下すると割れ目の密度は増大し負の相関関係が認められる

また水平坑道の割れ目の密度は換気立坑の割れ目の密度よりも大きい値を示した

②トレース長の平均値

換気立坑では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示した

水平坑道では岩盤等級に関わらずほとんどの値が 2plusmn1(m)程度の値を示し換気立坑と

同様の傾向が認められた

③クラックテンソルのトレース

換気立坑では明瞭な関係性はほとんど認められない

水平坑道では岩盤等級が高くなると割れ目の密度は低下し負の相関関係が認められる

以上のように割れ目の密度トレース長の平均クラックテンソルのトレースについて深

度との明確な関係は認められなかったが岩盤等級と割れ目密度およびクラックテンソルのトレ

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- 85 -

ースとの関係について水平坑道では負の相関関係が認められた換気立坑については岩盤等級

の変化が少なかったため相関関係を確認することが困難であった可能性があり引き続き検討が

必要であるクラックテンソルのトレースは割れ目を含む岩盤の等価剛性と負の相関があるよ

って本研究の結果によれば瑞浪超深地層研究所では定性的な判断を含む岩盤等級を力学特性

などの物性分布と定量的に結び付けることができる可能性を示唆している

瑞浪超深地層研究所用地におけるモデル化のための条件設定の検討を試みたその結果以下

のことが明らかとなった

①クラックテンソルの相対誤差に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば相対誤差が 02 と

なると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 066(2596mtimes066=1713m)

深度 300m 研究アクセス坑道では 054(9615mtimes054=519m)となったこれらの結果よ

りクラックテンソルの相対誤差において換気立坑の方が寸法効果が大きいことが分かっ

②岩盤の等価なヤング率に基づく検討

深度 300m 研究アクセス坑道の方が収束が速いことが分かった例えば正規化した岩盤の

等価なヤング率が 12 となると収束したと判断すると相対区間長は換気立坑では 059

(2596mtimes059=1532m)深度 300m 研究アクセス坑道では 047(9615mtimes047=452m)

となるこれらの結果より岩盤の等価なヤング率において換気立坑の方が寸法効果が大

きいことが分かった

以上より割れ目の密度が大きい方(深度 300m 研究アクセス坑道)が割れ目の密度が小さい

方(換気立坑)よりも相対誤差が収束するのが速いことが分かったこの結果は相対誤差が収

束する速さは割れ目の密度に大きく依存するという小田らの数値実験結果 1)を支持するもので

あった

また目的によって基準領域の大きさを考慮する必要があることが分かった例えばリージ

ョナルスケール(数十 km 四方)やサイトスケール(数 km 四方)などのスケールの解析領域を

モデル化する際の要素分割の大きさ(数百 m~数 km 程度)を目的とするのであれば基準領域

も数百 m~数 km 程度に設定し原位置試験の影響範囲(~数 m 程度)を把握することを目的と

しているのであれば基準領域は数 m 程度に設定する必要があることが分かった

また坑道などの曲面状の壁面に現れる割れ目について割れ目のトレース長の算出方法を新

たに提案した2004 年度の研究 3)ではわが国の様々なサイトの調査から得られたトレース長と

累積頻度との関係を示す近似曲線 10)および累積頻度の分布結果 11)に基づき瑞浪超深地層研究所

での割れ目のトレース長を算出していたが新たに提案された方法に基づき割れ目のトレース長

を算出することにより2004 年度の調査研究よりもより多くの原位置の情報を反映することが

可能となった

JAEA-Research 2012-002

- 86 -

参考文献

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についてrdquo埼玉大学工学部建設系研究報告第 17 巻(1987) 2) 糸魚川淳二 ldquo瑞浪地域の地質rdquo 瑞浪市化石博物館専報No1 pp1-50 (1980)

3) 郷家光男堀田政國若林成樹中谷篤史ldquoクラックテンソル仮想割れ目モデルによる瑞浪

超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo サイクル機構技術資料(契約業務報告書 清水建

設株式会社)JNC-TJ7400 2005-058(2004)

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れ目モデルによる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響解析rdquo JAEA-Research 2007-081

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5) 松井裕哉丹野剛男平野享郷家光男熊坂博夫多田浩幸石井卓ldquoクラックテンソルに

よる瑞浪超深地層研究所研究坑道の掘削影響予測解析(2009 年度)rdquo日本原子力研究開発

機構JAEA-Research 2010-043(2010)

6) J Bear ldquoDynamics of fluids in porous mediardquo American Elsevier New York(1972) 7) 國丸貴紀見掛信一郎 西尾和久 鶴田忠彦 松岡稔幸 早野明 竹内竜史 三枝博光 大山卓也

水野 崇 丹野剛男 平野享 竹内真司 尾方伸久 濱克 宏 池田幸喜 山本 勝 弥富洋介 島田

顕臣 松井裕哉 伊藤洋昭 杉原弘造ldquo超深地層研究所計画 年度報告書(2009 年度)rdquo

JAEA-Review 2011-007(2011)

8) M Oda ldquoAn experimental study of the elasticity of mylonite rock with random cracksrdquo

International Journal of Rock Mechanics and Mining Science amp Geomechanics Abstracts

Vol25 No2 pp59-69 (1988)

9) M Oda ldquoA method for evaluating the representative elementary volume based on joint

survey of rock massesrdquo Canadian Geotechnical Journal Vol25 pp440-447 (1988)

10) 森孝之森川誠司田部井和人岩野圭太ldquo研究坑道掘削に伴う坑道周辺岩盤への力学的影

響評価解析rdquoサイクル機構技術資料(契約業務報告書 鹿島建設株式会社)JNC-TJ7400

2002-007(2002) 11) 大津宏康西山哲土山富広中井亮太朗澤田淳山田直之坂本和彦内田雅大ldquo我が

国の岩盤における亀裂特性とそのモデル化に関する研究 -亀裂モデルの信頼性評価手法の開

発-(先行基礎工学分野における共同研究 最終報告書)rdquoサイクル機構技術資料(京都大学

大学院 核燃料サイクル開発機構共同研究)JNC-TY8400 2001-004(2001)

国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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