割れ目内の地下水流动?物质移行特性评価技术
「尝罢-贵尝翱奥」
チャンネルネットワークモデルを用いて地下水流动や物质移行特性を评価
岩盘関连工事における地下水问题に适切に対処するためには、岩盘の主要な水みちである割れ目ネットワークを踏まえた地下水挙动の评価が重要です。特に,ダムにおける基础処理の品质确保、高レベル放射性廃弃物の地层処分における地下水流动评価、処分场施工时における地下水制御とその影响评価においては、割れ目を考虑した地下水流动に加え物质移行特性を评価する技术が必要です。
これに対応するため、岩盤の割れ目をチャンネルネットワークとしてモデル化し、3次元の地下水流動や物質移行特性を評価する解析プログラムLT-FLOW(Lattice Transportation Flow)を開発しました。

岩盘构造物における割れ目を介した地下水流动のモデル化
- キーワード
- 地下水流動、物質移行、チャンネルネットワーク、割れ目ネットワーク、放射性廃弃物処分、ダム基礎処理
チャンネルネットワークモデル
地下水流动?物质移行特性を评価する解析プログラム尝罢-贵尝翱奥では、初めにボーリング孔や坑道壁面観察といった调査结果から得られる対象岩盘の割れ目の几何学的特性を基に、割れ目ネットワークを构筑します。その割れ目ネットワークを1次元のパイプを组み合わせた管路网(チャンネルネットワーク)に変换し、透水试験等から得られる水理特性を基に水理地质构造のモデル化を行います。このモデルを用いて有限差分法で解析を行うのが尝罢-贵尝翱奥です。

尝罢-贵尝翱奥における割れ目分布のチャンネルネットワークへのモデル化
尝罢-贵尝翱奥の特徴
尝罢-贵尝翱奥はプログラム改良が容易なため、ニーズに応じて机能を追加できるという特徴を持っています。
これまでに、①数十万枚の割れ目に対応できる解析速度の高度化、②解析领域の拡大、③原位置透水试験再现解析による水理构造モデル化、④トンネル等の岩盘构造物をモデル化、といった机能を付加しています。また、物质移行解析においては、⑤移流による物质移行解析に加え、分散机能、収着机能、核种崩壊机能、⑥多様な初期条件(连続的/断続的な仮想粒子投入)に対応するための解析プログラム、を开発し追加しています。
解析评価例
割れ目ネットワーク内にトンネルを设定し、トンネルと交差する割れ目からの涌水量を解析することが可能です。确率论的に多くの割れ目モデルを作成し、调査により得られた决定论的割れ目をこれに统合させることにより、割れ目を考虑した坑道涌水量评価を行うことができます。

トンネルへの涌水量の解析结果
地下水流动に従って流れる仮想粒子の位置を追跡するパーティクルトラッキングという手法を用いることで、割れ目を介した汚染物质の移动やグラウト浸透の状态が把握できます。汚染物质の移行时间や移行距离が计算できるので、汚染の広がりの定量的な评価が可能です。また、ボーリング孔に注入したグラウトの浸透范囲が计算できるので、グラウトによる透水性の改良効果の评価が可能になります。

グラウト浸透シミュレーション结果
学会论文発表実绩
- “Hydraulic Characterization of Fractures for DFN Modeling of Dam Foundation Rock Mass”,the 3rd International Discrete Fracture Network Engineering Conference,2022年
- “Application of discrete fracture network model to evaluation of groundwater inflow control around disposal tunnels”,the 2nd International Discrete Fracture Network Engineering Conference,2018年
- 「地下坑道での调査データに基づく坑道周辺领域における水理地质构造モデルの构筑(その2)」,第42回岩盘力学に関するシンポジウム,2014年
- 「原位置調査に基づく割目のモデル化と地下水中の物質移行手法の開発 -割目発生プログラムの作成とDonChanモデルの機能追加-」,小欧视频技术研究所年報,第58号,2010年
- 「移流分散効果の评価に関する割れ目ネットワークモデル解析コードの比较検証」,第38回岩盘力学に関するシンポジウム,2009年
