Establish quantitative parameters in order to prediction analysis for high level radioactive waste disposal barrier system

建立定量参数对高放废物处置屏障系统进行预测分析

• 批准号: 21K04259
• 负责人: 西村 友良
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ashikaga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04259/
• 关键词: ベントナイト; 間隙圧; 有効応力; 高温; 塩水; ガス圧; 熱; 透水係数; 高レベル放射性廃棄物施設; 人工バリア; THMC挙動; 安全予測

2022年度研究計画に従い、塩化化合物耐腐食ステンレス材（SUS316）剛性特殊モールド準備作製を行った。また不飽和状態から飽和状態への過渡過程いわゆる浸水膨潤を浸水の種類を変えて行い、飽和化を実現した。浸水の種類はイオン交換水と塩水である。水蒸気拡散および飽和度上昇によるベントナイト中の間隙圧を測定の予備試験では、不飽和状態から飽和過程において水蒸気拡散および飽和度上昇によるベントナイト中の間隙圧の相違が存在しないことが明白になった。同時に塩水により飽和化したベントナイト砂混合体とイオン交換水による飽和化したベントナイト砂混合体について、両者にも発生する間隙圧に相違が存在しないことも確認した。毛細管圧力を考慮して、有効応力を定量化し、小峯らが提案してる有効拘束力と飽和膨潤ひずみの関係式の妥当性と改善点を提案する成果として、ベントナイト砂混合体は高サクションを有し、蒸気圧法およびベントナイト砂混合体内の土構造間隙部の湿度制御を行い、一軸圧縮強さや剛性係数を評価した。当初、有効応力の一応力変数のサクションが主体的な構成パラメータと示唆していた中で、乾燥密度が支配的な要因かつベントナイト砂混合体の水分保持曲線から得られる曲線勾配が定量的評価に関係付けられると考察した。ベントナイト砂混合体の間隙圧発生メカニズムは、国外で振興的研究であるガス移行・ガス移動検証に密接に関係しており、2022年度に高温環境でのベントナイト砂混合体中の間隙圧測定に成功し、ベントナイト砂混合体の乾燥密度との関係性を定性的に把握した。試験準備段階で、高温下での間隙圧測定には間隙圧計の耐高温性仕様を用いたが、高温状況での間隙計の校正確認および高温状態での圧力供給との整合性検査の重要性を認識した。2022年度の研究成果は今後の研究拡大に大きく貢献した。

根据2022年研究计划，我们准备了一种由氯化物复合耐腐蚀不锈钢材料（SUS316）制成的刚性专用模具。另外，通过改变水浸的类型，进行从不饱和状态到饱和状态的过渡过程，即所谓的水浸膨胀，从而实现饱和。水浸的种类有离子交换水和盐水。初步测量膨润土由于水蒸气扩散和饱和度增加引起的孔隙压力表明，由于水蒸气扩散和饱和度增加，膨润土从非饱和状态到饱和状态的孔隙压力没有差异。同时，还证实了在用盐水饱和的膨润土砂混合物和用离子交换水饱和的膨润土砂混合物之间产生的孔隙压力没有差异。我们在考虑毛管压力的情况下量化了有效应力，并提出了Komine等人提出的有效约束力与饱和膨胀应变之间关系表达式的有效性和改进点。结果，我们发现膨润土砂混合物具有高吸力。使用蒸气压法和膨润土砂混合物内土壤结构孔隙的湿度控制来评估无侧限抗压强度和刚度系数。最初，认为有效应力中的一个应力变量的吸力是主要构成参数，但干密度是主导因素，并且对膨润土砂混合物的保水曲线得到的曲线斜率进行了定量评价。这可能是相关的。膨润土砂混合物中孔隙压力的产生机理与气体运移和气体运动验证密切相关，这是国外开展的推广性研究，我们于2022年成功测量了高温环境下膨润土砂混合物中的孔隙压力。定性地了解干密度和膨润土砂混合物之间的关系。在试验准备阶段，我们使用了孔隙压力计的耐高温规格来测量高温下的孔隙压力，但我们意识到在高温条件下检查孔隙压力计的校准以及检查其一致性的重要性高温条件下的压力供给我认识到了。 2022年的研究成果对未来的研究拓展做出了巨大贡献。

项目成果

A preliminary study of hydro-mechanical properties for bentonite-sand mixture

• DOI: 10.1088/1755-1315/1124/1/012111
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
• 作者: T. Motoshima;S. Iso;T. Nishimura

締固めたベントナイトのひずみ挙動に及ぼす乾湿履歴の影響評価

干湿历史对压实膨润土应变行为影响的评价

• 发表时间: 2022
• 期刊: 地盤工学ジャーナル
• 作者: 白河部 匠;佐藤 伸;山本 修一;志村 友行;西村 友良
• 通讯作者: 西村 友良

熱的作用を考慮したベントナイトー砂混合体の強度・変形・透水性測定技術

考虑热效应的膨润土砂混合物强度、变形和渗透率测量技术

• 发表时间: 2022
• 期刊: 地盤工学会誌
• 作者: TAKANO Yasuhide;FUMOTO Takayuki;KAWAI Katsuyuki;浅沼信也;西村友良
• 通讯作者: 西村友良

不飽和ベントナイト砕石の塩水浸透による膨潤圧の変化と塩水透水係数に関する実験的把握

不饱和膨润土碎石盐水渗透和盐水渗透引起的膨胀压力变化的实验认识

• 发表时间: 2021
• 期刊: 第 14 回環境地盤工学シンポジウム発表論文集
• 作者: 成島 誠一;新井 靖典;佐古田 又規;西村 友良
• 通讯作者: 西村 友良

INTEGRATED APPROACH BASED ON FLUID PHENOMENA FOR BENTONITE SUBJECTED TO THERMAL ACTION

基于流体现象的膨润土热作用综合方法

• 发表时间: 2021
• 期刊: 11th Int. Conf. on Geotechnique, Construction Materials & Environment
• 作者: Mikoto Furuichi;Daisuke Nishiura;Jian Chen;澤野 命，斐 翔磨，河井 克之，中島 晃司;渡邉康太郎，伊藤大知，小峯秀雄，王海龍，山田味佳，関口高志;Tomoyoshi NISHIMURA
• 通讯作者: Tomoyoshi NISHIMURA